静脈表示装置
【課題】赤外線を生体に照射して撮像手段及び表示手段によって静脈を表示させる際に、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係を明確にする。
【解決手段】静脈表示装置１０は、ドナーの腕１２に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する近赤外線ＬＥＤ３８と、近赤外線領域及び可視光領域の波長を含む光を照射するランプ４０と、腕１２に対して光をスポット形状のスポット照射部１００に照射させるレンズ４２と、腕１２を撮像する近赤外線カメラ３４と、近赤外線カメラ３４の前面に設けられて可視光を遮蔽する赤外線フィルター３６と、近赤外線カメラ３４で撮像された画像を表示するモニタ２０とを有する。
【解決手段】静脈表示装置１０は、ドナーの腕１２に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する近赤外線ＬＥＤ３８と、近赤外線領域及び可視光領域の波長を含む光を照射するランプ４０と、腕１２に対して光をスポット形状のスポット照射部１００に照射させるレンズ４２と、腕１２を撮像する近赤外線カメラ３４と、近赤外線カメラ３４の前面に設けられて可視光を遮蔽する赤外線フィルター３６と、近赤外線カメラ３４で撮像された画像を表示するモニタ２０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドナーの所定部位の静脈を画像として表示する静脈表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸液セット等の注射針や血液バッグ等の採血針は、ドナーの静脈に対して穿刺をして、薬剤を注入し又は採血をする。通常、これらの針はドナーの腕における肘の内側部分において静脈に穿刺するが、ドナーによってはこの部分で静脈の位置が不明確な場合がある。このような場合には、ゴムバンドを上腕に巻いて適度に締め付けることにより静脈を浮かび上がらせてその位置を把握するが、この操作は締め付け度合い等に熟練を要するものであり、簡便ではない。
【０００３】
近時、近赤外線を用いた静脈検出手段の研究開発がなされており、特許文献１には、近赤外線レーザと近赤外線反射波測定手段からなる血管検出手段と、可視光レーザを用いた血管表示手段とを有する血管投影機が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、特定波長の照明光を照射する照明手段と、撮影映像情報に基づいて血管位置等の情報を強調した強調画像を生成する手段と、得られた強調画像を腕に投影する投影手段とを有する生体情報提示装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、第１の白熱灯を、８９０ｎｍの光を透過する光源用特定波長フィルターを通して腕に照射するとともに、第２の白熱灯を直接に腕に照射し、別の特定波長フィルターを通して照射部を目視することが記載されている。
【０００６】
特許文献４には、対象に対して赤外線光源と可視光線光源による照射を行い、赤外線透過フィルターを備える近赤外線カメラで撮像することについて記載されている。可視光線光源は、装置の下が暗くなることを防ぎ、手技の妨げにならないように、対象を明るく照らすためのものであり、相当の広範囲を相当に明るく照射していると考えられる。また、可視光線光源は、対象部を直接に観察する場合に必要となるものであって、近赤外線カメラの画像を観察する場合にはノイズとして作用することからむしろ不要になり、可視光線光源には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よい、としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２９７８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２３６０号公報
【特許文献３】特開２００２−３４５９５３号公報
【特許文献４】特開２００４−２６７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近赤外線を用いて生体の静脈を表示させる場合に、表示装置上のモニタにおいては、生体のいずれの部分が表示されているのか位置関係が不明確である。例えば、モニタ上で穿刺に適した太い静脈が認識できた場合であっても、実際の腕に穿刺しようとした場合にその静脈の位置が不明確になり得るし、逆に、穿刺に適した肘内側部分をモニタ上に表示させようとした場合に腕の位置決め手段がなく、ずれた位置をモニタに表示させてしまうことが起こりうる。
【０００９】
特許文献３及び４記載の装置においても、可視光線を腕の広い範囲に照射させているだけであり、位置関係を規定する手段にはなり得ない。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、近赤外線をドナーの所定部位に照射して撮像手段及び表示手段によって静脈を表示させる際に、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる静脈表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る静脈表示装置は、ドナーの所定部位に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する第１照射手段と、可視光領域の波長を含む光を照射する第２照射手段と、前記第２照射手段により照射される光の照射範囲を、前記第１照射手段により照射される光の照射範囲内で所定形状に制限する光学手段と、前記所定部位のうち、前記光学手段により制限された前記所定形状の制限照射部を含む範囲を撮像する撮像手段と、前記所定部位と前記撮像手段との間に設けられ、可視光領域の波長をカットオフする光フィルターと、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
このように、第１照射手段によって近赤外光を所定部位に照射して撮像手段で撮像することにより、静脈を表示させることができるとともに、第２照射手段によって可視光を照射させることにより所定部位の撮像位置を目視で確認することができ、特に、光学手段によって所定形状に照射するので、所定部位の位置決めが容易である。また、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【００１３】
さらにまた、光フィルターにより余分な可視光が遮蔽されるため、撮像手段では静脈を鮮明に撮像することができる。
【００１４】
前記表示手段は、前記制限照射部又はその中心を示す参照マークを有すると、位置関係が明確になる。すなわち、ドナーの所定部位と表示手段における所定部位との位置関係が明確になる。
【００１５】
前記第２照射手段が照射する光は、近赤外領域の波長を含んでいると、表示手段にも所定形状の制限照射部が表示され、所定部位の制限照射部との位置対応が容易に分かり、ドナーの所定部位と表示手段における所定部位との位置関係が明確になる。
【００１６】
前記第１照射手段は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を含む光を照射し、前記第２照射手段は、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光を照射し、前記光フィルターのカットオフ波長は、７４０ｎｍ〜８００ｎｍであるとよい。
【００１７】
前記制限照射部はスポット形状であってもよい。このように、第２照射手段の光をスポット形状に照射することにより、撮像位置の特定が一層容易になり、所定部位の位置を合わせやすい。
【００１８】
スポット形状の前記制限照射部の径を調整する径調整機構を有し、ドナーや手技に応じて径を調整するとよい。
【００１９】
前記所定形状は十字形状であると、位置の特定が容易である。
【００２０】
前記所定形状は多角形状又は多角枠形状であると、表示装置の表示範囲を容易に把握することができる。
【００２１】
前記第１照射手段及び前記第２照射手段により各々照射される光の光量を調整する光量調整機構を有すると、第１照射手段と第２照射手段との相対的な光量調整や、周辺光に対する光量を調整することができて好適である。
【００２２】
前記第１照射手段、前記第２照射手段、前記光学手段及び前記撮像手段が設けられた撮像ユニットと前記所定部位との距離を調整する距離調整機構を有すると、撮像範囲の調整や焦点調整等を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る静脈表示装置によれば、赤外線をドナー所定部位に照射して撮像手段及び表示手段によって静脈を表示させる際に、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る静脈表示装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。本実施の形態に係る静脈表示装置１０は、例えば、ドナー（患者や被験者を含む）から採血や注射をする際に、医療従事者がドナーの腕（所定部位）１２に針１３を穿刺することに用いられる。
【００２５】
図１に示すように、静脈表示装置１０は、ドナーの腕１２を置くアームレスト１４と、アームレスト１４の側方端部に接続されて立設する支柱１６と、支柱１６の途中に昇降自在に設けられた撮像ユニット１８と、支柱１６の上部に回動自在に設けられたモニタ（表示手段）２０とを有する。アームレスト１４に置く腕１２は、右腕又は左腕のどちらでもよい。アームレスト１４の上面は、腕１２を置きやすいように適度に柔らかい材質で構成されている。
【００２６】
アームレスト１４は、腕１２の肘２１よりも先の部分を載置するのに適度な長さを有し、ドナーは手のひらの側を上に向けて腕１２をアームレスト１４に置く。撮像ユニット１８は水平な板形状であり、支柱１６の内側面のガイド２２に沿って、高さつまみ（距離調整機構）２４の操作によって昇降が可能であり、アームレスト１４の上部に張り出している。撮像ユニット１８はガイド２２に対して適度な摩擦があり、ストッパを設けることなく、高さの維持が可能である。撮像ユニット１８には、モニタ２０への表示範囲との関係から推奨される基準高さが規定されており、所定のマークに合わせることや、インデックス機構により該基準高さに設定可能である。このように、高さつまみ２４によれば、近赤外線カメラ３４による撮像範囲の調整や焦点調整等を行うことができる。また、高さつまみ２４によれば、後述する近赤外線カメラ３４、ランプ４０及びレンズ４２を一体的に動かすことができて簡便である。以下の説明では理解を容易にするため、特に断らない限り撮像ユニット１８は基準高さに固定されているものとする。
【００２７】
アームレスト１４に腕１２を置くことにより、該腕１２の位置及び上面高さは略規定される。
【００２８】
モニタ２０は、例えば液晶形式であって、撮像ユニット１８の上方に配置され、支柱１６の内側面から突出した回転軸２６を中心として矢印Ａで示すように適度な範囲（例えば、±１８０°）で向きを調整可能である。モニタ２０は、過度に回転することがないように、回転軸２６のストッパ２６ａによって回動範囲が制限されており、少なくとも、アームレスト１４の延在する方向で腕１２を置いたとき手のひらの方向（Ｘ方向）と、上方（Ｙ方向）とを含む９０°の範囲で回動可能である。回転軸２６は、モニタ２０の側面における中央部に設けられておりバランスがよい。
【００２９】
モニタ２０の回動機構には、安定しやすいように適当な角度インデックス機構を設けて所定角度で保持するようにしてもよい。モニタ２０は、横型の汎用品（又はその改造品）であるが、腕１２のより長い範囲を表示させるためには、縦型を用いてもよい。アームレスト１４の内部には設けられた全体的な制御を行う制御部２８が設けられている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、撮像ユニット１８の下面には、近赤外線カメラ（撮像手段）３４と、該近赤外線カメラ３４の前面に設けられた赤外線フィルター（光フィルター）３６と、４つの近赤外線ＬＥＤ（第１照射手段）３８と、ランプ（第２照射手段）４０と、該ランプ４０の前面に設けられたレンズ（光学手段）４２が設けられている。撮像ユニット１８のＸ方向の側面には、近赤外線ＬＥＤ３８及びランプ４０が照射する光の光量を調整する光量調整つまみ（光量調整機構）４４及び４６と、スポット径調整つまみ（径調整機構）４８が設けられている。
【００３１】
近赤外線ＬＥＤ３８は、近赤外線を腕１２における肘２１の反対面で、針１３を穿刺する箇所及びその周辺に照射する。ここで、近赤外線とは、波長が７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの光であり、近赤外線ＬＥＤ３８では、特に７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長の光を照射するとよい。４つの近赤外線ＬＥＤ３８は近赤外線カメラ３４を中心として等角度間隔（９０°）に設けられており、腕１２に対して広範囲に且つ偏りなく照射できる。４つの近赤外線ＬＥＤ３８は全てが単一波長の光源でもよいし、複数の波長の光源が組み合わされていてもよい。
【００３２】
ランプ４０は、例えば赤色ＬＥＤである。レンズ４２は、近赤外線ＬＥＤ３８の照射範囲内で、ランプ４０の可視光を腕１２に対して照射範囲が制限されたスポット形状に照射させる。
【００３３】
図３に示すように、ランプ４０はレンズ４２の背面側で、基本的には該ランプ４０の焦点距離Ｆの近傍位置に設けられ、ランプ４０が発生する光は、レンズ４２を通して緩やかな拡大光となって腕１２における近赤外線ＬＥＤ３８の照射範囲における中央部又はその近傍に照射され、スポット照射部（制限照射部）１００を形成する。このスポット照射部１００はレンズ４２により丸いスポット形状に制限されており、撮像位置の特定が一層容易になり、腕１２の位置を合わせやすい。スポット照射部１００は、腕１２における位置の特定のために用いられるものであり、例えば前記の特許文献３及び４のように腕を照明するためのものではなく、不必要に広範囲に照射する必要はない。ランプ４０の位置は、スポット径調整つまみ４８に連動する進退機構５０により適度に進退可能であり、ドナーや手技に応じてスポット照射部１００の径Ｒを調整可能である。
【００３４】
近赤外線カメラ３４は、腕１２のうち、スポット照射部１００を中心として、近赤外線ＬＥＤ３８により近赤外線が照射される箇所を連続的に撮像する。撮像した画像は制御部２８を介してモニタ２０に供給及び表示される。設計条件により、撮像した画像は制御部２８を介さずに、モニタ２０に直接供給してもよい。近赤外線カメラ３４としては、例えばＣＣＤ式又はＣＭＯＳ式を挙げることができる。近赤外線カメラ３４にはズーム機能や感度調整機能等が設けられていてもよい。
【００３５】
図４に示すように、近赤外線ＬＥＤ３８のスペクトル６０は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲で略正規分布形状となっており、そのほとんどは近赤外線領域（前記の通り７８０ｎｍ〜２５００ｎｍ）の光である。ランプ４０のスペクトル６２は、６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で略正規分布形状となっており、大部分は可視光領域であるが、一部の近赤外光領域の光を含んでいる。ランプ４０のスペクトル６２のうち最も強度が高いの波長７００ｎｍの部分は赤色の領域であることから、該ランプ４０によるスポット照射部１００は赤色に照射される。赤色は、近赤外領域に隣接する光であることから、連続的なスペクトルを形成すやすく、しかも一般的に人間に対して注意喚起を促す心理的作用があって好適である。
【００３６】
ランプ４０が含む近赤外光は、近赤外線ＬＥＤ３８の近赤外光と比較して光量が適度に小さく、モニタ２０の画像上でハレーションの発生を防止できる。
【００３７】
ランプ４０の光は、可視光領域の波長と赤外領域の波長の光を含んでおり、例えば、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含むようにするとよい。スペクトル６０及び６２は連続スペクトルでなくてもよい。
【００３８】
赤外線フィルター３６は、波長７６０ｎｍ（図４の破線６４参照）以下の光をカットオフ（遮断）するように設定された光フィルターであり（つまりカットオフ波長が７６０ｎｍであり）、近赤外線ＬＥＤ３８の光はほぼ全て透過させるが、ランプ４０について近赤外光のうち７６０ｎｍ以上の波長の光については透過し、可視光線のほとんどを遮蔽する。
【００３９】
赤外線フィルター３６のカットオフは、ランプ４０の照射する光の最大波長（図４のように、８００ｎｍ）よりも低く、且つ７４０ｎｍより高い波長に設定しておくとよい。赤外線フィルター３６が設けられる位置は、腕１２と近赤外線カメラ３４との間に設けられていればよいが、ランプ４０の投光の障害とならないように、近赤外線カメラ３４の直前に設けることが望ましい。
【００４０】
ランプ４０と近赤外線カメラ３４とは、実際にはかなり接近した位置に配置され、撮像ユニット１８の高さが変わっても、ランプ４０及びレンズ４２によるスポット照射部１００と近赤外線カメラ３４の光軸とのずれはわずかであり、スポット照射部１００に光軸Ｃが含まれるようにしておくとよい。さらに、スポット照射部１００の中央に光軸Ｃが配置されるように設定しておくとよい。これにより、スポット照射部１００に対応するスポット部対応像１０２（図７参照）がモニタ２０の画像の中央となって、扱いやすい。また、撮像ユニット１８の高さに連動して照射部の照射方向を自動的に調整するようにしてもよい。腕１２に照射する場合には、腕１２の幅がおおよそ１００ｍｍ程度であることを考慮すると、ランプ４０で照射されるスポット形状の径Ｒは１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度に調整可能にするとよい。径Ｒは、実際上の厳密な計測は困難な場合もあるが、光学的な設計寸法上で、標準的な高さの腕１２に対して１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度に調整可能にすればよい。
【００４１】
針１３は、例えば輸液セットにおける注射針であり、輸液チューブが接続されている。針１３は採血針等でもよい。
【００４２】
撮像ユニット１８は支柱１６から取り外した状態で使用可能で、小児や動けない患者に対しては、該撮像ユニット１８を該患者の腕１２の近傍まで接近させて使用し、適切な静脈７０を確認（選択）することができる。この場合、撮像ユニット１８と本体部との通信には無線を用いてもよい。
【００４３】
ところで、図５に示すように、静脈７０は皮膚に近い浅い箇所に多く存在する。静脈７０に流れている赤血球の中のヘモグロビンは酸素を失った還元ヘモグロビンの量が多い。還元ヘモグロビンは近赤外線を吸収する性質があるため、腕１２に近赤外線ＬＥＤ３８により近赤外線を照射すると、静脈７０の存在する箇所だけ反射が少なくなり、近赤外線カメラ３４による影像上では暗くなり、静脈７０の撮像が可能となる。図５で実線矢印は適度に強い近赤外線を示し、破線矢印はエネルギーが減衰した近赤外線を示す。
【００４４】
次に、このように構成される静脈表示装置１０の作用について説明する。
【００４５】
先ず、図６に示すように、近赤外線ＬＥＤ３８を点灯させて近赤外線を下方に照射するとともに、ランプ４０を点灯させてスポット照射部１００をアームレスト１４上に形成し、近赤外線カメラ３４により当該箇所を連続的に撮像する。撮像された画像は制御部２８を介してモニタ２０に表示される。アームレスト１４におけるスポット照射部１００の明るさが適当でないときには、光量調整つまみ４６を操作して調整する。
【００４６】
次いで、図１に示すように、医療従事者の指示に基づいてドナーは腕１２をアームレスト１４上に置く。このとき、医療従事者の判断により、針１３を穿刺しようとする目安となる箇所、又は特にモニタ２０上で静脈位置を確認したい箇所をスポット照射部１００に合わせて腕１２の位置を決める。基本的には、肘２１の内側部分にスポット照射部１００が形成されるように腕１２の位置決めを行う。この位置決めは、医療従事者とドナーの目視により、極めて簡便に行われることは理解されよう。仮に、スポット照射部１００が存在しないと、腕１２をアームレスト１４におけるどの位置に置けばよいか分からなくなるのである。
【００４７】
ここで、近赤外線カメラ３４には、前面に赤外線フィルター３６が設けられていることから、可視光はほとんど遮蔽されて７６０ｎｍ以上の波長の光に基づいて撮像されることから、静脈７０（図７参照）の明瞭な画像が得られる。
【００４８】
次に、医療従事者は、モニタ２０に表示される画像から静脈位置を確認する。この際、静脈表示装置１０が設置された環境や時間帯によって、窓ガラスを通して入る太陽光や、蛍光灯の光量が異なることにより、モニタ２０に表示される画像に明るさに影響があるため、必要に応じて、近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整する。光量の調整は、光量調整つまみ４４の操作に基づき、モニタ２０を目視により確認して手動で調整してもよいし、又は、所定のセンサにより近赤外線の照射部位又はそれに相当する箇所の光量を測定して、測定値に合わせて近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整する光量調整機構を設けて、自動的に光量を調整するようにしてもよい。近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整に合わせてランプ４０の光量を再調整してもよい。
【００４９】
このように光量調整つまみ４４及び４６によれば、近赤外線ＬＥＤ３８とランプ４０との相対的な光量調整や、周辺光に対する光量を調整することができて好適である。
【００５０】
このとき、腕１２は目視によるスポット照射部１００に基づく位置決めが適切になされていることから、図７に示すように、モニタ２０に表示される画像には、最初から肘２１の内側部分が撮像されている。したがって、この時点ではモニタ２０の画像範囲に肘２１の内側部分が入るように試行錯誤的に腕１２を動かす位置決め動作が不要となる。
【００５１】
ところで、スポット照射部１００の照射元であるランプ４０は、７６０ｎｍ以上の波長の光もある程度含んでおり、赤外線フィルター３６を透過して近赤外線カメラ３４で撮像されることから、モニタ２０の画像上にスポット部対応像１０２として、周辺部よりやや明るく（図７においては、粗いハッチングで示している。）表示される。モニタ２０の画像上における腕１２に対するスポット部対応像１０２の相対的位置、形状及び大きさは、当然に、実際の腕１２に対するスポット照射部１００のそれに等しく、相互の対応関係を容易に把握できる。
【００５２】
次いで、医療従事者は、モニタ２０に表示される画像から、針１３の穿刺をするのに適する静脈及びその穿刺箇所Ｐを選択する。図７に示すように、この穿刺箇所Ｐは、当初のスポット照射部１００による腕１２の位置決めによって、該スポット部対応像１０２の近傍に見つかる可能性が相当に高い。図７では、穿刺箇所Ｐは、スポット部対応像１０２の右端に存在することから、実際の腕１２においてもスポット照射部１００の右端に存在していることが分かり、針１３を穿刺しやすい。
【００５３】
また、図８Ａに示すように、腕１２の位置を微調整して、穿刺箇所Ｐをモニタ２０の画像におけるスポット部対応像１０２の中心となるように設定すると、図８Ｂに示すように、実際の腕１２において、スポット照射部１００の中心に針１３を穿刺すればよいから、手技が一層簡便となる。
【００５４】
スポット照射部１００の径Ｒは、レンズ４２によって１５ｍｍ〜５０ｍｍに集光されていることから適度に明るく、しかも適度に大きいことから視認性が高い。また、過度に大きくないことから、モニタ２０の画像におけるスポット部対応像１０２との位置関係の特定が容易である。
【００５５】
上述したように、静脈表示装置１０によれば、近赤外線ＬＥＤ３８によって近赤外線を腕に照射して近赤外線カメラ３４で撮像することにより、モニタ２０に静脈７０を表示させることができるとともに、ランプ４０によって可視光を照射させることにより腕の撮像位置を目視で確認することができ、特に、レンズ４２によってスポット形状に照射するので、腕１２の位置決めが容易である。また、モニタ２０に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【００５６】
さらに、ランプ４０は近赤外光の７６０ｎｍ以上の波長を含む光を照射することから、モニタ２０にもスポット部対応像１０２が表示され、腕１２のスポット照射部１００との位置対応が容易に分かる。すなわち、実際の腕１２とモニタ２０に表示された腕１２との位置関係が明確になる。さらにまた、赤外線フィルター３６により余分な可視光が遮蔽されるため、モニタ２０では静脈を鮮明に撮像することができる。
【００５７】
スポット照射部１００は、ランプ４０及びレンズ４２により簡便に形成され、しかもスポット形状に基づいて撮像位置の特定が容易であり、腕１２の位置を合わせやすい。
【００５８】
スポット照射部１００は、モニタ２０における表示範囲の中心に相当する箇所を含んでおり、腕１２を適正な位置に配置させることができる。
【００５９】
モニタ２０は、基本的にはドナーとは逆の方向（Ｘ方向）で、医療従事者がいる方向を指向していることから、医療従事者にとって見やすい。また、モニタ２０、支柱１６及び撮像ユニット１８は穿刺箇所を遮ることがなく、医療従事者が視認しやすい。もちろん、手技に応じてモニタ２０を上方（Ｙ方向）等に調整してもよい。
【００６０】
上記の例では、ランプ４０及びレンズ４２によって形成される制限照射部はスポット形状であるが、これに限らず、直接的目視によるアームレスト１４における腕１２の位置決め、及びモニタ２０の画像との位置関係確認が把握できる他の所定形状であってもよい。
【００６１】
例えば、図９Ａに示すように、腕１２に照射される制限照射部１０４は縦横に延在する十字形状であってもよい。この場合、図９Ｂに示すように、モニタ２０に表示される対応像１０６も十字形状になり、位置の一層正確な特定が容易である。十字の交差部分はモニタ２０の表示範囲の中央に配置しておくとよい。モニタ２０の画像上で、十字の交差部分に穿刺箇所Ｐが配置されるように腕１２を微調整すると、実際の腕１２では、図９Ｂに示すように、針１３を制限照射部１０４の交差部分に穿刺すればよいことから、手技が一層容易になる。また、静脈７０の向きと十字の縦線とを一致させておくと、針１３の向きを静脈７０に合わせやすい。この場合、図１０に示すように、ランプ４０とレンズ４２との間に十字スリット（光学手段）７２を設けるとよい。
【００６２】
一方、腕１２に照射される制限照射部をモニタ２０の表示範囲に合わせた四角枠形状（多角枠形状）にしてもよい。これにより、実際の腕１２におけるどの範囲がモニタ２０に表示されるかが容易に把握できる。モニタ２０における表示範囲を明確にするためには、四角枠形状に限らず、中実の四角形状（多角形状）であってもよい。
【００６３】
ランプ４０、レンズ４２による所定形状の制限照射部は、上記のスポット形状、十字形状及び四角枠形状等から選んだ２以上の組合わせでもよい。この場合、必要に応じて、複数のランプ４０を設けて異なる形状の制限照射部を照射してもよい。
【００６４】
また、ランプ４０が照射する光は、必ずしも近赤外線領域の光を含んでいなくてもよい。この場合、そのままではモニタ２０の画像上にスポット部対応像１０２は表示され得ないが、少なくともドナーの所定部位には可視光でスポット照射部１００が形成されていることから、モニタ２０に表示される所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確である。
【００６５】
この場合、図１１に示すように、モニタ２０は、スポット照射部１００に相当する箇所を示す参照マーク１２０又はその中心を示す参照マーク１２２を有すると、ドナーの所定部位とモニタ２０における所定部位との位置関係が一層明確になる。参照マーク１２０及び１２２は、モニタ２０の画面上に設けた有色半透明のフィルムや、又は、所定の画像処理で合成表示される像である。参照マーク１２０及び１２２は、所定の操作によって非表示状態に切り換え可能であってもよい。
【００６６】
さらに、ドナーの皮膚からの反射光を遮断するために近赤外線カメラ３４の前に偏向フィルターを設置してもよい。さらにまた、撮像ユニット１８は、上下方向だけでなく、前後方向や左右方向に移動可能にしてもよい。ランプ４０によって照射される可視光は赤色に限らず、紫色、青色、緑色等であってもよく、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光であれると好適である。近赤外線ＬＥＤ３８に適当なレンズが設けられていてもよい。
【００６７】
本発明に係る静脈表示装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る静脈表示装置の斜視図である。
【図２】撮像ユニットを斜め下からみた斜視図である。
【図３】静脈表示装置のブロック構成図である。
【図４】近赤外線ＬＥＤ及びランプのスペクトル分布図である。
【図５】静脈に対する近赤外線の反射及び吸収の様子を示す説明図である。
【図６】アームレストに腕を置く前の静脈表示装置の斜視図である。
【図７】モニタに表示された腕、静脈及びスポット部対応像を含む画像である。
【図８】図８Ａは、スポット部対応像の中心に静脈が配置されるように腕の位置を微調整したときの画像であり、図８Ｂは、図８Ａに対応して針を腕に穿刺する様子を示した図である。
【図９】図９Ａは、十字形状の制限照射部を含む腕の画像であり、図９Ｂは、図９Ａに対応して針を腕に穿刺する様子を示した図である。
【図１０】十字形状の制限照射部が形成された腕、及び該照射部を形成するためのランプ、十字スリット、レンズを示す図である。
【図１１】モニタに参照マークが表示されている静脈表示装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…静脈表示装置 １２…腕
１３…針 １４…アームレスト
１６…支柱 １８…撮像ユニット
２０…モニタ（表示手段） ３４…近赤外線カメラ（撮像手段）
３６…近赤外線フィルター（光フィルター） ３８…近赤外線ＬＥＤ（第１照射手段）
４０…ランプ（第２照射手段） ４２…レンズ（光学手段）
６０、６２…スペクトル ７０…静脈
１００…スポット照射部 １０２…スポット部対応像
１０４…制限照射部 １０６…対応像
１２０、１２２…参照マーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドナーの所定部位の静脈を画像として表示する静脈表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸液セット等の注射針や血液バッグ等の採血針は、ドナーの静脈に対して穿刺をして、薬剤を注入し又は採血をする。通常、これらの針はドナーの腕における肘の内側部分において静脈に穿刺するが、ドナーによってはこの部分で静脈の位置が不明確な場合がある。このような場合には、ゴムバンドを上腕に巻いて適度に締め付けることにより静脈を浮かび上がらせてその位置を把握するが、この操作は締め付け度合い等に熟練を要するものであり、簡便ではない。
【０００３】
近時、近赤外線を用いた静脈検出手段の研究開発がなされており、特許文献１には、近赤外線レーザと近赤外線反射波測定手段からなる血管検出手段と、可視光レーザを用いた血管表示手段とを有する血管投影機が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、特定波長の照明光を照射する照明手段と、撮影映像情報に基づいて血管位置等の情報を強調した強調画像を生成する手段と、得られた強調画像を腕に投影する投影手段とを有する生体情報提示装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、第１の白熱灯を、８９０ｎｍの光を透過する光源用特定波長フィルターを通して腕に照射するとともに、第２の白熱灯を直接に腕に照射し、別の特定波長フィルターを通して照射部を目視することが記載されている。
【０００６】
特許文献４には、対象に対して赤外線光源と可視光線光源による照射を行い、赤外線透過フィルターを備える近赤外線カメラで撮像することについて記載されている。可視光線光源は、装置の下が暗くなることを防ぎ、手技の妨げにならないように、対象を明るく照らすためのものであり、相当の広範囲を相当に明るく照射していると考えられる。また、可視光線光源は、対象部を直接に観察する場合に必要となるものであって、近赤外線カメラの画像を観察する場合にはノイズとして作用することからむしろ不要になり、可視光線光源には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よい、としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２９７８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２３６０号公報
【特許文献３】特開２００２−３４５９５３号公報
【特許文献４】特開２００４−２６７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近赤外線を用いて生体の静脈を表示させる場合に、表示装置上のモニタにおいては、生体のいずれの部分が表示されているのか位置関係が不明確である。例えば、モニタ上で穿刺に適した太い静脈が認識できた場合であっても、実際の腕に穿刺しようとした場合にその静脈の位置が不明確になり得るし、逆に、穿刺に適した肘内側部分をモニタ上に表示させようとした場合に腕の位置決め手段がなく、ずれた位置をモニタに表示させてしまうことが起こりうる。
【０００９】
特許文献３及び４記載の装置においても、可視光線を腕の広い範囲に照射させているだけであり、位置関係を規定する手段にはなり得ない。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、近赤外線をドナーの所定部位に照射して撮像手段及び表示手段によって静脈を表示させる際に、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる静脈表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る静脈表示装置は、ドナーの所定部位に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する第１照射手段と、可視光領域の波長を含む光を照射する第２照射手段と、前記第２照射手段により照射される光の照射範囲を、前記第１照射手段により照射される光の照射範囲内で所定形状に制限する光学手段と、前記所定部位のうち、前記光学手段により制限された前記所定形状の制限照射部を含む範囲を撮像する撮像手段と、前記所定部位と前記撮像手段との間に設けられ、可視光領域の波長をカットオフする光フィルターと、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
このように、第１照射手段によって近赤外光を所定部位に照射して撮像手段で撮像することにより、静脈を表示させることができるとともに、第２照射手段によって可視光を照射させることにより所定部位の撮像位置を目視で確認することができ、特に、光学手段によって所定形状に照射するので、所定部位の位置決めが容易である。また、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【００１３】
さらにまた、光フィルターにより余分な可視光が遮蔽されるため、撮像手段では静脈を鮮明に撮像することができる。
【００１４】
前記表示手段は、前記制限照射部又はその中心を示す参照マークを有すると、位置関係が明確になる。すなわち、ドナーの所定部位と表示手段における所定部位との位置関係が明確になる。
【００１５】
前記第２照射手段が照射する光は、近赤外領域の波長を含んでいると、表示手段にも所定形状の制限照射部が表示され、所定部位の制限照射部との位置対応が容易に分かり、ドナーの所定部位と表示手段における所定部位との位置関係が明確になる。
【００１６】
前記第１照射手段は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を含む光を照射し、前記第２照射手段は、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光を照射し、前記光フィルターのカットオフ波長は、７４０ｎｍ〜８００ｎｍであるとよい。
【００１７】
前記制限照射部はスポット形状であってもよい。このように、第２照射手段の光をスポット形状に照射することにより、撮像位置の特定が一層容易になり、所定部位の位置を合わせやすい。
【００１８】
スポット形状の前記制限照射部の径を調整する径調整機構を有し、ドナーや手技に応じて径を調整するとよい。
【００１９】
前記所定形状は十字形状であると、位置の特定が容易である。
【００２０】
前記所定形状は多角形状又は多角枠形状であると、表示装置の表示範囲を容易に把握することができる。
【００２１】
前記第１照射手段及び前記第２照射手段により各々照射される光の光量を調整する光量調整機構を有すると、第１照射手段と第２照射手段との相対的な光量調整や、周辺光に対する光量を調整することができて好適である。
【００２２】
前記第１照射手段、前記第２照射手段、前記光学手段及び前記撮像手段が設けられた撮像ユニットと前記所定部位との距離を調整する距離調整機構を有すると、撮像範囲の調整や焦点調整等を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る静脈表示装置によれば、赤外線をドナー所定部位に照射して撮像手段及び表示手段によって静脈を表示させる際に、表示手段に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る静脈表示装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。本実施の形態に係る静脈表示装置１０は、例えば、ドナー（患者や被験者を含む）から採血や注射をする際に、医療従事者がドナーの腕（所定部位）１２に針１３を穿刺することに用いられる。
【００２５】
図１に示すように、静脈表示装置１０は、ドナーの腕１２を置くアームレスト１４と、アームレスト１４の側方端部に接続されて立設する支柱１６と、支柱１６の途中に昇降自在に設けられた撮像ユニット１８と、支柱１６の上部に回動自在に設けられたモニタ（表示手段）２０とを有する。アームレスト１４に置く腕１２は、右腕又は左腕のどちらでもよい。アームレスト１４の上面は、腕１２を置きやすいように適度に柔らかい材質で構成されている。
【００２６】
アームレスト１４は、腕１２の肘２１よりも先の部分を載置するのに適度な長さを有し、ドナーは手のひらの側を上に向けて腕１２をアームレスト１４に置く。撮像ユニット１８は水平な板形状であり、支柱１６の内側面のガイド２２に沿って、高さつまみ（距離調整機構）２４の操作によって昇降が可能であり、アームレスト１４の上部に張り出している。撮像ユニット１８はガイド２２に対して適度な摩擦があり、ストッパを設けることなく、高さの維持が可能である。撮像ユニット１８には、モニタ２０への表示範囲との関係から推奨される基準高さが規定されており、所定のマークに合わせることや、インデックス機構により該基準高さに設定可能である。このように、高さつまみ２４によれば、近赤外線カメラ３４による撮像範囲の調整や焦点調整等を行うことができる。また、高さつまみ２４によれば、後述する近赤外線カメラ３４、ランプ４０及びレンズ４２を一体的に動かすことができて簡便である。以下の説明では理解を容易にするため、特に断らない限り撮像ユニット１８は基準高さに固定されているものとする。
【００２７】
アームレスト１４に腕１２を置くことにより、該腕１２の位置及び上面高さは略規定される。
【００２８】
モニタ２０は、例えば液晶形式であって、撮像ユニット１８の上方に配置され、支柱１６の内側面から突出した回転軸２６を中心として矢印Ａで示すように適度な範囲（例えば、±１８０°）で向きを調整可能である。モニタ２０は、過度に回転することがないように、回転軸２６のストッパ２６ａによって回動範囲が制限されており、少なくとも、アームレスト１４の延在する方向で腕１２を置いたとき手のひらの方向（Ｘ方向）と、上方（Ｙ方向）とを含む９０°の範囲で回動可能である。回転軸２６は、モニタ２０の側面における中央部に設けられておりバランスがよい。
【００２９】
モニタ２０の回動機構には、安定しやすいように適当な角度インデックス機構を設けて所定角度で保持するようにしてもよい。モニタ２０は、横型の汎用品（又はその改造品）であるが、腕１２のより長い範囲を表示させるためには、縦型を用いてもよい。アームレスト１４の内部には設けられた全体的な制御を行う制御部２８が設けられている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、撮像ユニット１８の下面には、近赤外線カメラ（撮像手段）３４と、該近赤外線カメラ３４の前面に設けられた赤外線フィルター（光フィルター）３６と、４つの近赤外線ＬＥＤ（第１照射手段）３８と、ランプ（第２照射手段）４０と、該ランプ４０の前面に設けられたレンズ（光学手段）４２が設けられている。撮像ユニット１８のＸ方向の側面には、近赤外線ＬＥＤ３８及びランプ４０が照射する光の光量を調整する光量調整つまみ（光量調整機構）４４及び４６と、スポット径調整つまみ（径調整機構）４８が設けられている。
【００３１】
近赤外線ＬＥＤ３８は、近赤外線を腕１２における肘２１の反対面で、針１３を穿刺する箇所及びその周辺に照射する。ここで、近赤外線とは、波長が７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの光であり、近赤外線ＬＥＤ３８では、特に７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長の光を照射するとよい。４つの近赤外線ＬＥＤ３８は近赤外線カメラ３４を中心として等角度間隔（９０°）に設けられており、腕１２に対して広範囲に且つ偏りなく照射できる。４つの近赤外線ＬＥＤ３８は全てが単一波長の光源でもよいし、複数の波長の光源が組み合わされていてもよい。
【００３２】
ランプ４０は、例えば赤色ＬＥＤである。レンズ４２は、近赤外線ＬＥＤ３８の照射範囲内で、ランプ４０の可視光を腕１２に対して照射範囲が制限されたスポット形状に照射させる。
【００３３】
図３に示すように、ランプ４０はレンズ４２の背面側で、基本的には該ランプ４０の焦点距離Ｆの近傍位置に設けられ、ランプ４０が発生する光は、レンズ４２を通して緩やかな拡大光となって腕１２における近赤外線ＬＥＤ３８の照射範囲における中央部又はその近傍に照射され、スポット照射部（制限照射部）１００を形成する。このスポット照射部１００はレンズ４２により丸いスポット形状に制限されており、撮像位置の特定が一層容易になり、腕１２の位置を合わせやすい。スポット照射部１００は、腕１２における位置の特定のために用いられるものであり、例えば前記の特許文献３及び４のように腕を照明するためのものではなく、不必要に広範囲に照射する必要はない。ランプ４０の位置は、スポット径調整つまみ４８に連動する進退機構５０により適度に進退可能であり、ドナーや手技に応じてスポット照射部１００の径Ｒを調整可能である。
【００３４】
近赤外線カメラ３４は、腕１２のうち、スポット照射部１００を中心として、近赤外線ＬＥＤ３８により近赤外線が照射される箇所を連続的に撮像する。撮像した画像は制御部２８を介してモニタ２０に供給及び表示される。設計条件により、撮像した画像は制御部２８を介さずに、モニタ２０に直接供給してもよい。近赤外線カメラ３４としては、例えばＣＣＤ式又はＣＭＯＳ式を挙げることができる。近赤外線カメラ３４にはズーム機能や感度調整機能等が設けられていてもよい。
【００３５】
図４に示すように、近赤外線ＬＥＤ３８のスペクトル６０は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲で略正規分布形状となっており、そのほとんどは近赤外線領域（前記の通り７８０ｎｍ〜２５００ｎｍ）の光である。ランプ４０のスペクトル６２は、６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で略正規分布形状となっており、大部分は可視光領域であるが、一部の近赤外光領域の光を含んでいる。ランプ４０のスペクトル６２のうち最も強度が高いの波長７００ｎｍの部分は赤色の領域であることから、該ランプ４０によるスポット照射部１００は赤色に照射される。赤色は、近赤外領域に隣接する光であることから、連続的なスペクトルを形成すやすく、しかも一般的に人間に対して注意喚起を促す心理的作用があって好適である。
【００３６】
ランプ４０が含む近赤外光は、近赤外線ＬＥＤ３８の近赤外光と比較して光量が適度に小さく、モニタ２０の画像上でハレーションの発生を防止できる。
【００３７】
ランプ４０の光は、可視光領域の波長と赤外領域の波長の光を含んでおり、例えば、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含むようにするとよい。スペクトル６０及び６２は連続スペクトルでなくてもよい。
【００３８】
赤外線フィルター３６は、波長７６０ｎｍ（図４の破線６４参照）以下の光をカットオフ（遮断）するように設定された光フィルターであり（つまりカットオフ波長が７６０ｎｍであり）、近赤外線ＬＥＤ３８の光はほぼ全て透過させるが、ランプ４０について近赤外光のうち７６０ｎｍ以上の波長の光については透過し、可視光線のほとんどを遮蔽する。
【００３９】
赤外線フィルター３６のカットオフは、ランプ４０の照射する光の最大波長（図４のように、８００ｎｍ）よりも低く、且つ７４０ｎｍより高い波長に設定しておくとよい。赤外線フィルター３６が設けられる位置は、腕１２と近赤外線カメラ３４との間に設けられていればよいが、ランプ４０の投光の障害とならないように、近赤外線カメラ３４の直前に設けることが望ましい。
【００４０】
ランプ４０と近赤外線カメラ３４とは、実際にはかなり接近した位置に配置され、撮像ユニット１８の高さが変わっても、ランプ４０及びレンズ４２によるスポット照射部１００と近赤外線カメラ３４の光軸とのずれはわずかであり、スポット照射部１００に光軸Ｃが含まれるようにしておくとよい。さらに、スポット照射部１００の中央に光軸Ｃが配置されるように設定しておくとよい。これにより、スポット照射部１００に対応するスポット部対応像１０２（図７参照）がモニタ２０の画像の中央となって、扱いやすい。また、撮像ユニット１８の高さに連動して照射部の照射方向を自動的に調整するようにしてもよい。腕１２に照射する場合には、腕１２の幅がおおよそ１００ｍｍ程度であることを考慮すると、ランプ４０で照射されるスポット形状の径Ｒは１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度に調整可能にするとよい。径Ｒは、実際上の厳密な計測は困難な場合もあるが、光学的な設計寸法上で、標準的な高さの腕１２に対して１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度に調整可能にすればよい。
【００４１】
針１３は、例えば輸液セットにおける注射針であり、輸液チューブが接続されている。針１３は採血針等でもよい。
【００４２】
撮像ユニット１８は支柱１６から取り外した状態で使用可能で、小児や動けない患者に対しては、該撮像ユニット１８を該患者の腕１２の近傍まで接近させて使用し、適切な静脈７０を確認（選択）することができる。この場合、撮像ユニット１８と本体部との通信には無線を用いてもよい。
【００４３】
ところで、図５に示すように、静脈７０は皮膚に近い浅い箇所に多く存在する。静脈７０に流れている赤血球の中のヘモグロビンは酸素を失った還元ヘモグロビンの量が多い。還元ヘモグロビンは近赤外線を吸収する性質があるため、腕１２に近赤外線ＬＥＤ３８により近赤外線を照射すると、静脈７０の存在する箇所だけ反射が少なくなり、近赤外線カメラ３４による影像上では暗くなり、静脈７０の撮像が可能となる。図５で実線矢印は適度に強い近赤外線を示し、破線矢印はエネルギーが減衰した近赤外線を示す。
【００４４】
次に、このように構成される静脈表示装置１０の作用について説明する。
【００４５】
先ず、図６に示すように、近赤外線ＬＥＤ３８を点灯させて近赤外線を下方に照射するとともに、ランプ４０を点灯させてスポット照射部１００をアームレスト１４上に形成し、近赤外線カメラ３４により当該箇所を連続的に撮像する。撮像された画像は制御部２８を介してモニタ２０に表示される。アームレスト１４におけるスポット照射部１００の明るさが適当でないときには、光量調整つまみ４６を操作して調整する。
【００４６】
次いで、図１に示すように、医療従事者の指示に基づいてドナーは腕１２をアームレスト１４上に置く。このとき、医療従事者の判断により、針１３を穿刺しようとする目安となる箇所、又は特にモニタ２０上で静脈位置を確認したい箇所をスポット照射部１００に合わせて腕１２の位置を決める。基本的には、肘２１の内側部分にスポット照射部１００が形成されるように腕１２の位置決めを行う。この位置決めは、医療従事者とドナーの目視により、極めて簡便に行われることは理解されよう。仮に、スポット照射部１００が存在しないと、腕１２をアームレスト１４におけるどの位置に置けばよいか分からなくなるのである。
【００４７】
ここで、近赤外線カメラ３４には、前面に赤外線フィルター３６が設けられていることから、可視光はほとんど遮蔽されて７６０ｎｍ以上の波長の光に基づいて撮像されることから、静脈７０（図７参照）の明瞭な画像が得られる。
【００４８】
次に、医療従事者は、モニタ２０に表示される画像から静脈位置を確認する。この際、静脈表示装置１０が設置された環境や時間帯によって、窓ガラスを通して入る太陽光や、蛍光灯の光量が異なることにより、モニタ２０に表示される画像に明るさに影響があるため、必要に応じて、近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整する。光量の調整は、光量調整つまみ４４の操作に基づき、モニタ２０を目視により確認して手動で調整してもよいし、又は、所定のセンサにより近赤外線の照射部位又はそれに相当する箇所の光量を測定して、測定値に合わせて近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整する光量調整機構を設けて、自動的に光量を調整するようにしてもよい。近赤外線ＬＥＤ３８の光量を調整に合わせてランプ４０の光量を再調整してもよい。
【００４９】
このように光量調整つまみ４４及び４６によれば、近赤外線ＬＥＤ３８とランプ４０との相対的な光量調整や、周辺光に対する光量を調整することができて好適である。
【００５０】
このとき、腕１２は目視によるスポット照射部１００に基づく位置決めが適切になされていることから、図７に示すように、モニタ２０に表示される画像には、最初から肘２１の内側部分が撮像されている。したがって、この時点ではモニタ２０の画像範囲に肘２１の内側部分が入るように試行錯誤的に腕１２を動かす位置決め動作が不要となる。
【００５１】
ところで、スポット照射部１００の照射元であるランプ４０は、７６０ｎｍ以上の波長の光もある程度含んでおり、赤外線フィルター３６を透過して近赤外線カメラ３４で撮像されることから、モニタ２０の画像上にスポット部対応像１０２として、周辺部よりやや明るく（図７においては、粗いハッチングで示している。）表示される。モニタ２０の画像上における腕１２に対するスポット部対応像１０２の相対的位置、形状及び大きさは、当然に、実際の腕１２に対するスポット照射部１００のそれに等しく、相互の対応関係を容易に把握できる。
【００５２】
次いで、医療従事者は、モニタ２０に表示される画像から、針１３の穿刺をするのに適する静脈及びその穿刺箇所Ｐを選択する。図７に示すように、この穿刺箇所Ｐは、当初のスポット照射部１００による腕１２の位置決めによって、該スポット部対応像１０２の近傍に見つかる可能性が相当に高い。図７では、穿刺箇所Ｐは、スポット部対応像１０２の右端に存在することから、実際の腕１２においてもスポット照射部１００の右端に存在していることが分かり、針１３を穿刺しやすい。
【００５３】
また、図８Ａに示すように、腕１２の位置を微調整して、穿刺箇所Ｐをモニタ２０の画像におけるスポット部対応像１０２の中心となるように設定すると、図８Ｂに示すように、実際の腕１２において、スポット照射部１００の中心に針１３を穿刺すればよいから、手技が一層簡便となる。
【００５４】
スポット照射部１００の径Ｒは、レンズ４２によって１５ｍｍ〜５０ｍｍに集光されていることから適度に明るく、しかも適度に大きいことから視認性が高い。また、過度に大きくないことから、モニタ２０の画像におけるスポット部対応像１０２との位置関係の特定が容易である。
【００５５】
上述したように、静脈表示装置１０によれば、近赤外線ＬＥＤ３８によって近赤外線を腕に照射して近赤外線カメラ３４で撮像することにより、モニタ２０に静脈７０を表示させることができるとともに、ランプ４０によって可視光を照射させることにより腕の撮像位置を目視で確認することができ、特に、レンズ４２によってスポット形状に照射するので、腕１２の位置決めが容易である。また、モニタ２０に表示された所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確になる。
【００５６】
さらに、ランプ４０は近赤外光の７６０ｎｍ以上の波長を含む光を照射することから、モニタ２０にもスポット部対応像１０２が表示され、腕１２のスポット照射部１００との位置対応が容易に分かる。すなわち、実際の腕１２とモニタ２０に表示された腕１２との位置関係が明確になる。さらにまた、赤外線フィルター３６により余分な可視光が遮蔽されるため、モニタ２０では静脈を鮮明に撮像することができる。
【００５７】
スポット照射部１００は、ランプ４０及びレンズ４２により簡便に形成され、しかもスポット形状に基づいて撮像位置の特定が容易であり、腕１２の位置を合わせやすい。
【００５８】
スポット照射部１００は、モニタ２０における表示範囲の中心に相当する箇所を含んでおり、腕１２を適正な位置に配置させることができる。
【００５９】
モニタ２０は、基本的にはドナーとは逆の方向（Ｘ方向）で、医療従事者がいる方向を指向していることから、医療従事者にとって見やすい。また、モニタ２０、支柱１６及び撮像ユニット１８は穿刺箇所を遮ることがなく、医療従事者が視認しやすい。もちろん、手技に応じてモニタ２０を上方（Ｙ方向）等に調整してもよい。
【００６０】
上記の例では、ランプ４０及びレンズ４２によって形成される制限照射部はスポット形状であるが、これに限らず、直接的目視によるアームレスト１４における腕１２の位置決め、及びモニタ２０の画像との位置関係確認が把握できる他の所定形状であってもよい。
【００６１】
例えば、図９Ａに示すように、腕１２に照射される制限照射部１０４は縦横に延在する十字形状であってもよい。この場合、図９Ｂに示すように、モニタ２０に表示される対応像１０６も十字形状になり、位置の一層正確な特定が容易である。十字の交差部分はモニタ２０の表示範囲の中央に配置しておくとよい。モニタ２０の画像上で、十字の交差部分に穿刺箇所Ｐが配置されるように腕１２を微調整すると、実際の腕１２では、図９Ｂに示すように、針１３を制限照射部１０４の交差部分に穿刺すればよいことから、手技が一層容易になる。また、静脈７０の向きと十字の縦線とを一致させておくと、針１３の向きを静脈７０に合わせやすい。この場合、図１０に示すように、ランプ４０とレンズ４２との間に十字スリット（光学手段）７２を設けるとよい。
【００６２】
一方、腕１２に照射される制限照射部をモニタ２０の表示範囲に合わせた四角枠形状（多角枠形状）にしてもよい。これにより、実際の腕１２におけるどの範囲がモニタ２０に表示されるかが容易に把握できる。モニタ２０における表示範囲を明確にするためには、四角枠形状に限らず、中実の四角形状（多角形状）であってもよい。
【００６３】
ランプ４０、レンズ４２による所定形状の制限照射部は、上記のスポット形状、十字形状及び四角枠形状等から選んだ２以上の組合わせでもよい。この場合、必要に応じて、複数のランプ４０を設けて異なる形状の制限照射部を照射してもよい。
【００６４】
また、ランプ４０が照射する光は、必ずしも近赤外線領域の光を含んでいなくてもよい。この場合、そのままではモニタ２０の画像上にスポット部対応像１０２は表示され得ないが、少なくともドナーの所定部位には可視光でスポット照射部１００が形成されていることから、モニタ２０に表示される所定部位と実際のドナーの所定部位との位置関係が明確である。
【００６５】
この場合、図１１に示すように、モニタ２０は、スポット照射部１００に相当する箇所を示す参照マーク１２０又はその中心を示す参照マーク１２２を有すると、ドナーの所定部位とモニタ２０における所定部位との位置関係が一層明確になる。参照マーク１２０及び１２２は、モニタ２０の画面上に設けた有色半透明のフィルムや、又は、所定の画像処理で合成表示される像である。参照マーク１２０及び１２２は、所定の操作によって非表示状態に切り換え可能であってもよい。
【００６６】
さらに、ドナーの皮膚からの反射光を遮断するために近赤外線カメラ３４の前に偏向フィルターを設置してもよい。さらにまた、撮像ユニット１８は、上下方向だけでなく、前後方向や左右方向に移動可能にしてもよい。ランプ４０によって照射される可視光は赤色に限らず、紫色、青色、緑色等であってもよく、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光であれると好適である。近赤外線ＬＥＤ３８に適当なレンズが設けられていてもよい。
【００６７】
本発明に係る静脈表示装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る静脈表示装置の斜視図である。
【図２】撮像ユニットを斜め下からみた斜視図である。
【図３】静脈表示装置のブロック構成図である。
【図４】近赤外線ＬＥＤ及びランプのスペクトル分布図である。
【図５】静脈に対する近赤外線の反射及び吸収の様子を示す説明図である。
【図６】アームレストに腕を置く前の静脈表示装置の斜視図である。
【図７】モニタに表示された腕、静脈及びスポット部対応像を含む画像である。
【図８】図８Ａは、スポット部対応像の中心に静脈が配置されるように腕の位置を微調整したときの画像であり、図８Ｂは、図８Ａに対応して針を腕に穿刺する様子を示した図である。
【図９】図９Ａは、十字形状の制限照射部を含む腕の画像であり、図９Ｂは、図９Ａに対応して針を腕に穿刺する様子を示した図である。
【図１０】十字形状の制限照射部が形成された腕、及び該照射部を形成するためのランプ、十字スリット、レンズを示す図である。
【図１１】モニタに参照マークが表示されている静脈表示装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…静脈表示装置 １２…腕
１３…針 １４…アームレスト
１６…支柱 １８…撮像ユニット
２０…モニタ（表示手段） ３４…近赤外線カメラ（撮像手段）
３６…近赤外線フィルター（光フィルター） ３８…近赤外線ＬＥＤ（第１照射手段）
４０…ランプ（第２照射手段） ４２…レンズ（光学手段）
６０、６２…スペクトル ７０…静脈
１００…スポット照射部 １０２…スポット部対応像
１０４…制限照射部 １０６…対応像
１２０、１２２…参照マーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーの所定部位に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する第１照射手段と、
可視光領域の波長を含む光を照射する第２照射手段と、
前記第２照射手段により照射される光の照射範囲を、前記第１照射手段により照射される光の照射範囲内で所定形状に制限する光学手段と、
前記所定部位のうち、前記光学手段により制限された前記所定形状の制限照射部を含む範囲を撮像する撮像手段と、
前記所定部位と前記撮像手段との間に設けられ、可視光領域の波長をカットオフする光フィルターと、
前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記表示手段は、前記制限照射部又はその中心を示す参照マークを有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記第２照射手段が照射する光は、近赤外領域の波長を含むことを特徴とする静脈表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を含む光を照射し、
前記第２照射手段は、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光を照射し、
前記光フィルターのカットオフ波長は、７４０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記制限照射部はスポット形状であることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の静脈表示装置において、
スポット形状の前記制限照射部の径を調整する径調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記制限照射部は十字形状であることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段及び前記第２照射手段により各々照射される光の光量を調整する光量調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段、前記第２照射手段、前記光学手段及び前記撮像手段が設けられた撮像ユニットと前記所定部位との距離を調整する距離調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項１】
ドナーの所定部位に対して近赤外線領域の波長を含む光を照射する第１照射手段と、
可視光領域の波長を含む光を照射する第２照射手段と、
前記第２照射手段により照射される光の照射範囲を、前記第１照射手段により照射される光の照射範囲内で所定形状に制限する光学手段と、
前記所定部位のうち、前記光学手段により制限された前記所定形状の制限照射部を含む範囲を撮像する撮像手段と、
前記所定部位と前記撮像手段との間に設けられ、可視光領域の波長をカットオフする光フィルターと、
前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記表示手段は、前記制限照射部又はその中心を示す参照マークを有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記第２照射手段が照射する光は、近赤外領域の波長を含むことを特徴とする静脈表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段は、７５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長を含む光を照射し、
前記第２照射手段は、３８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を含む光を照射し、
前記光フィルターのカットオフ波長は、７４０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の静脈表示装置において、
前記制限照射部はスポット形状であることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の静脈表示装置において、
スポット形状の前記制限照射部の径を調整する径調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記制限照射部は十字形状であることを特徴とする静脈表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段及び前記第２照射手段により各々照射される光の光量を調整する光量調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の静脈表示装置において、
前記第１照射手段、前記第２照射手段、前記光学手段及び前記撮像手段が設けられた撮像ユニットと前記所定部位との距離を調整する距離調整機構を有することを特徴とする静脈表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１８（Ｐ２０１０−２１８Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１３２６（Ｐ２００８−１６１３２６）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]