JP7668281B2 - 血管可視化装置、血管穿刺システム及び観察窓部材 - Google Patents

Description

本発明は、生体に近赤外光を照射して血管を可視化させる血管可視化装置、血管穿刺システム及び観察窓部材に関する。

医療従事者が、患者の血管へ留置針等の穿刺針を穿刺する手技が行われている。穿刺針を穿刺する際には、適切な太さの血管を把握し、目的とする血管に確実に穿刺針を挿入できる穿刺成功率の向上が求められている。

このような穿刺成功率を向上させるべく、穿刺対象部位に生体への透過性の高い近赤外光を照射して血管の走行を把握可能とする血管可視化装置が種々提案されている。

例えば、特開２０１７－６４０９４号公報の血管可視化装置は、光源から患者の穿刺対象部位に近赤外光を照射し、穿刺対象部位で反射された近赤外光像を撮像手段で撮像し、撮像した近赤外光像を、液晶表示装置で可視化して表示させる構成となっている。

しかしながら、従来の血管可視化装置は、撮像手段と液晶表示装置といった装置構成が必要となり、装置構成が複雑化、及び大型化してしまうという問題がある。

そのため、より簡素な装置構成で、血管を可視化できる血管可視化装置、血管穿刺システム及び観察窓部材が望まれる。

以下の開示の一観点は、生体の血管を可視化させる可視化対象部位に近赤外光を照射する光源と、近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、前記可視化対象部位から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓と、前記光源及び前記観察窓が前記可視化対象部位に対向して離間するように、前記光源及び前記観察窓を支持する支持部材と、を備える血管可視化装置にある。

別の一観点は、上記観点の血管可視化装置と、血管に穿刺可能な穿刺部を有する医療器具と、を有する、血管穿刺システムにある。

さらに別の一観点は、生体の血管を可視化させる可視化対象部位に近赤外光を照射する光源と、近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、前記可視化対象部位から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓と、を備えた血管可視化装置の観察窓部材であって、前記可視化対象部位に対向配置される前記観察窓と、前記観察窓を保持する枠部材と、前記枠部材を前記可視化対象部位から離間させて支持する支持部材と、を備える、観察窓部材にある。

上記観点の血管可視化装置、血管穿刺システム及び観察窓部材は、簡素な装置構成で血管を可視化できる。

第１実施形態に係る血管可視化装置の斜視図である。 図１の血管可視化装置のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図１の血管可視化装置の底面図である。 図１の血管可視化装置を有する血管穿刺システムの説明図である。 第２実施形態に係る血管可視化装置の断面図である。

以下、本発明について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る血管可視化装置１０は、図１及び図２に示すように、箱状の観察窓部材１２と、その観察窓部材１２によって支持された光源１４及び観察窓１６と、を有している。観察窓部材１２は、一対の板状の支持部材１８と、支持部材１８間に架け渡されるように設けられた板状の枠部材２０と、を備える。

支持部材１８は、その下端部を作業台の天面等の平坦な支持台２２の上に載置した際に、枠部材２０を支持台２２に略平行に対向するように支持する。支持部材１８により、枠部材２０と支持台２２とが離間した状態に保たれる。枠部材２０と支持台２２との離間距離は支持部材１８の高さによって決まる。

枠部材２０と、支持台２２との間は、生体の血管２５を可視化する可視化対象部位２４が配置可能な距離を形成するように構成されている。支持部材１８の高さは、枠部材２０と支持台２２との間に図４に示すような可視化対象部位２４が配置された場合に、さらに、可視化対象部位２４と枠部材２０との間に穿刺針やカテーテル組立体等の医療器具２６を穿刺可能な穿刺空間２７を形成可能な高さとすることが好ましい。

可視化対象部位２４は、特に限定されるものではないが、図４に示すように、患者の腕であってもよい。さらに、可視化対象部位２４が腕である場合には、支持部材１８の高さ、すなわち、支持台２２と枠部材２０との離間距離は、例えば１０～２０ｃｍ程度とすることができる。なお、支持台２２と枠部材２０との離間距離（支持部材１８の高さ）は上記の数値範囲に限定されるものではなく、適宜調整可能である。

支持部材１８の可視化対象部位２４側の内側面１９は、近赤外光の乱反射を防ぐために、近赤外光の光吸収率の高い近赤外光吸収材料で覆われていてもよい。また、枠部材２０の可視化対象部位２４側の底面２１も、支持部材１８の内側面１９と同様に近赤外光吸収材料で覆われていてもよい。支持部材１８及び枠部材２０は、外部からの可視光の入射を制限するべく、可視光を通さない遮光性の材料で形成されてもよい。

観察窓部材１２の枠部材２０には、矩形状の開口部２８が形成されている。開口部２８は、枠部材２０の厚さ方向に貫通して形成されている。枠部材２０の開口部２８には、観察窓１６が嵌め込まれて接合されている。観察窓１６は、開口部２８に嵌め込み可能な寸法に形成された、矩形状の板部材３０を有している。板部材３０の厚さは、特に限定されるものではないが、枠部材２０の厚さと同等又は枠部材２０の厚さよりも薄く形成されている。

図２に示すように、板部材３０の底面３１は、光源１４から出射された光が、板部材３０に直接入射するのを防ぐべく、枠部材２０の底面２１よりも上側に奥まった位置に配置されていることが好ましい。このように構成することにより、ノイズ成分としての近赤外光の入射を減らすことができ、より鮮明な血管２５の可視化像（可視光像）を観察窓１６に映し出すことができる。

板部材３０の表面には、７００～１１００ｎｍの近赤外光を可視光に変換する波長変換材料が塗布されている。近赤外光を可視光に変換する波長変換材料は、アップコンバージョン材料とも呼ばれ、例えば特開２０１９－１７２９９２号公報等の材料がある。

アップコンバージョン材料としては、長波長の光を吸収し効率的に三重項を生成する増感剤（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）と、増感剤から三重項間エネルギー移動（ｔｒｉｐｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＴＴＥＴ））で長寿命の励起三重項を生じ、さらにその励起三重項間衝突によって励起一重項を生成して蛍光を発する発光剤（ｅｍｉｔｔｅｒ）とを分子内に含んだ材料が、高効率に近赤外光を可視光に変換できることから注目を集めている。このような高効率で近赤外光を可視光に変換できる材料を含む観察窓１６は、生体の内部で反射された近赤外光の像を視認可能な輝度で可視化させる。

観察窓１６は、可視光において透明又は半透明であり、観察窓部材１２と可視化対象部位２４との隙間から入射した可視光によって、照らされた腕等の可視化対象部位２４を可視光を通じて直接視認することができる。光源１４を点灯させると、外部からの入射光による可視光像に、近赤外光像が重ね合わされて血管２５が視認可能に映し出される。

観察窓１６は、板状の透明材料（樹脂又はガラス）よりなる板部材３０の表面に波長変換材料を塗布したものに限定されない。観察窓１６は、板部材３０を構成する透明材料に波長変換材料が分散して構成されてもよい。また、観察窓１６は、板部材３０に限定されるものではなく、可撓性を有する樹脂フィルムに波長変換材料を包含又は塗布した波長変換フィルムであってもよい。

図２に示すように、光源１４は、枠部材２０の底面２１側に設けられており、観察窓１６の下方の空間を照射する。光源１４は、近赤外光を照射する赤外発光ＬＥＤ素子や赤外レーザ発振素子であり、７００～１１００ｎｍの近赤外光を照射する。この波長帯の近赤外光は、生体組織への透過性に優れる一方で、赤血球によって吸収されやすい。光源１４からの近赤外光は、可視化対象部位２４の生体組織で反射される際に、赤血球を多く含む血管２５の部分においてより多く吸収されるため、反射光において血管２５の形状を反映した近赤外光像を生じる。

光源１４は、その照射範囲の中心（光軸）が、観察窓１６の中心を通る軸線Ｃ寄りに傾斜するように枠部材２０に取り付けられている。これにより、観察窓１６の下方に配置された可視化対象部位２４に対して、効率よく近赤外光を照射することができる。

また、図３に示すように、光源１４は、観察窓１６の周囲を取り囲むように複数設けられていることが好ましい。図示の例では、矩形状の観察窓１６の４隅にそれぞれ光源１４が設けられている。各々の光源１４は、その光軸が観察窓１６の軸線Ｃ寄りに傾斜するように傾いている。光源１４の配置数は、４つに限定されるものではなく、２つ又はそれ以上の数とすることができる。このように複数の光源１４を設けることにより、医療器具２６を穿刺空間２７に配置した際に、医療器具２６の影が現われにくくなり、血管２５の視認性の低下を防止できる。また、光源１４は、図３において、観察窓１６の左側のみ又は右側のみといったように、観察窓１６の片側にのみ配置しても構わない。

観察窓部材１２には、不図示の電源回路が設けられており、この電源回路により光源１４の点灯が行われる。

なお、本実施形態の光源１４は、枠部材２０に設けられる構成に限定されるものではなく、観察窓部材１２と別体として構成して使用直前に枠部材２０と可視化対象部位２４との間に配置するように構成してもよい。

本実施形態の血管可視化装置１０は以上のように構成される。次に、図４を参照しつつ、血管穿刺システム４０について説明する。

図４に示すように、血管穿刺システム４０は、血管可視化装置１０と、生体の可視化対象部位２４に穿刺可能な医療器具２６とを備える。医療器具２６は、例えば、穿刺針やカテーテル組立体であり、その先端側に穿刺部４２を有する。穿刺部４２の先端には皮下に穿刺可能な針先４４が形成されている。血管可視化装置１０は、可視化対象部位２４と観察窓１６との間の穿刺空間２７に医療器具２６を配置できる大きさに形成されており、穿刺空間２７にて医療器具２６の操作を行う際に、観察窓１６を通じて穿刺部４２及び針先４４を視認することができる。

本実施形態の血管可視化装置１０及び血管穿刺システム４０は以上のように構成され、以下その作用について説明する。

図４に示すように、血管可視化装置１０は、平坦な支持台２２の上に載置して用いられる。血管可視化装置１０の支持台２２への載置に先立って、患者の腕（可視化対象部位２４）が支持台２２に配置される。その可視化対象部位２４の上を覆うようにして、観察窓部材１２が配置される。

その後、観察窓部材１２の光源１４からは、近赤外光が照射される。近赤外光は、可視化対象部位２４との間隙で均一な輝度に広がって、可視化対象部位２４に照射され、可視化対象部位２４の内部に透過する。近赤外光は、生体の組織内で散乱及び反射され、反射された近赤外光が観察窓１６に戻る。その際に、生体内の血管２５では、赤血球によって近赤外光がより多く吸収されるため、血管２５の部分が暗く、その他の組織部分が明るい近赤外光像が現われる。近赤外光像は、観察窓１６の波長変換材料によって可視光に変換されて視認可能となる。

観察窓１６には、近赤外光で可視化された血管２５の像が、外部からの入射光で映し出された可視化対象部位２４に重ね合わされて表示される。医師や看護師等の医療従事者（使用者）は、観察窓１６に映し出された血管２５の像に基づいて、穿刺針又はカテーテル組立体等の医療器具２６を、確実に穿刺することができる。使用者は、観察窓１６の血管２５の形状から、穿刺に適した適切な太さの血管２５を容易に見つけることができる。また、使用者は、観察窓１６を通じて可視化対象部位２４を直接視認でき、穿刺を行う際に視線移動を行う必要がなくなるため、より簡単且つ確実に血管２５に医療器具２６を穿刺できる。

血管２５の可視化を行う際に、血管２５の視認性を高めるために、必要に応じて室内の明るさを落としたり、観察窓部材１２の周囲を遮光材で覆う等して可視化対象部位２４に入射する可視光の量を制限してもよい。

本実施形態の血管可視化装置１０、血管穿刺システム４０及び観察窓部材１２は、以下の効果を奏する。

本実施形態の血管可視化装置１０は、生体の血管２５を可視化させる可視化対象部位２４に近赤外光を照射する光源１４と、近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、可視化対象部位２４から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓１６と、光源１４及び観察窓１６が可視化対象部位２４に対向して離間するように、光源１４及び観察窓１６を支持する支持部材１８と、を備える。

上記の血管可視化装置１０は、撮像装置や液晶表示装置等の複雑な装置構成を用いることなく、可視化対象部位２４から反射された近赤外光に基づいて、血管２５を可視化する。また、光源１４及び観察窓１６を可視化対象部位２４に対向させ、且つ、可視化対象部位２４から離間させて配置することにより、輝度のバラツキを抑えて視認性の高い血管２５の像が得られる。

上記の血管可視化装置１０において、支持部材１８は、観察窓１６と可視化対象部位２４との間に、医療器具２６を穿刺可能な穿刺空間２７を形成するように構成してもよい。この構成によれば、使用者は、観察窓１６を通じて医療器具２６を直接視認しながら、可視化対象部位２４に医療器具２６を穿刺できる。これにより、使用者は、視線移動を行うことなく、容易に医療器具２６を血管２５に穿刺することができる。

上記の血管可視化装置１０において、観察窓１６は、板状の透明材料（樹脂又はガラス）に波長変換材料を塗布して構成してもよい。また、観察窓１６は、波長変換材料を含んだフィルム状の波長変換フィルムとして構成してもよい。

上記の血管可視化装置１０において、観察窓１６は、可視光に対して透明又は半透明であり、観察窓１６を通じて可視化対象部位２４を視認可能としてもよい。この構成によれば、医療器具２６を穿刺する際に、観察窓１６を通じて可視化対象部位２４を直接視認可能となるため、より確実に医療器具２６の穿刺を行うことができる。

上記の血管可視化装置１０において、光源１４及び観察窓１６の周囲に外部から可視化対象部位２４への可視光の入射を制限する遮光部材が設けられていてもよい。外部の光が明るすぎる場合には、重ね合わせて表示される血管２５が見えにくくなる恐れがあるが、上記の構成によれば、可視光の入射を制限することで、血管２５の視認性を維持できる。

上記の血管可視化装置１０において、光源１４は複数設けられており、複数の異なる方向から、可視化対象部位２４に近赤外光を照射するように構成してもよい。これにより、穿刺空間２７に医療器具２６を配置した際に、医療器具２６の影が生じるのを防止できる。

本実施形態の血管穿刺システム４０は、上記の血管可視化装置１０と、血管２５に穿刺可能な穿刺部４２を有する医療器具２６とを有する。この構成の血管穿刺システム４０は、血管可視化装置１０により簡易な装置構成で、血管２５を可視化する。

上記の血管穿刺システム４０において、医療器具２６は、穿刺針又はカテーテル組立体であってもよい。この構成によれば、穿刺に適した血管２５を視認しながら穿刺を行うことができる。

本実施形態の観察窓部材１２は、生体の血管２５を可視化させる可視化対象部位２４に近赤外光を照射する光源１４と、近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、可視化対象部位２４から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓１６と、を備えた血管可視化装置１０の観察窓部材１２であって、可視化対象部位２４に対向配置される観察窓１６と、観察窓１６を保持する枠部材２０と、枠部材２０を可視化対象部位２４から離間させて支持する支持部材１８と、を備える。この構成は、簡素な装置構成で可視化対象部位２４の血管２５を可視化する。

（第２実施形態）
図５に示すように、本実施形態の血管可視化装置１０Ａは、枠部材２０の底面２１側に、光源１４の可視化対象部位２４に向かわない照射光が観察窓１６に入射するのを防ぐための仕切壁４６を備えている。なお、血管可視化装置１０Ａにおいて、図１～図４に示す血管可視化装置１０と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

仕切壁４６は、光源１４と観察窓１６との間を仕切るように設けられている。具体的には、仕切壁４６は、枠部材２０の開口部２８の周縁部に沿って設けられている。仕切壁４６は、枠部材２０の底面２１から下方に向けて壁状に突出して形成されている。

本実施形態の血管可視化装置１０Ａは以下の効果を奏する。

本実施形態の血管可視化装置１０Ａは、観察窓１６と光源１４との間に、光源１４の近赤外光が直接観察窓１６に入射するのを阻止する仕切壁４６が設けられている。この構成によれば、ノイズとなる近赤外光の入射を減らすことができるため、より鮮明に血管２５を観察窓１６に映し出せる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

Claims (11)

1. 生体の血管を可視化させる可視化対象部位に近赤外光を照射する光源と、
   前記近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、前記可視化対象部位から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓と、
   前記光源及び前記観察窓が前記可視化対象部位に対向して離間するように、前記光源及び前記観察窓を支持する観察窓部材と、を備え、
   前記観察窓部材は、
   前記観察窓を保持する板状の枠部材を備え、
   前記光源は、前記枠部材の底面側であって、出射した光が前記観察窓に直接入射しない位置に取り付けられている、
   血管可視化装置。
2. 請求項１記載の血管可視化装置であって、前記観察窓部材は、前記観察窓と前記可視化対象部位との間に、医療器具を穿刺可能な穿刺空間を形成する、
   血管可視化装置。
3. 請求項１又は２記載の血管可視化装置であって、前記観察窓と前記光源との間に、前記光源の前記近赤外光が直接前記観察窓に入射するのを阻止する仕切壁が設けられている、
   血管可視化装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の血管可視化装置であって、前記観察窓は、板状の透明材料に前記波長変換材料を塗布してなる、
   血管可視化装置。
5. 請求項１～３のいずれか１項に記載の血管可視化装置であって、前記観察窓は、前記波長変換材料を含んだフィルム状の波長変換フィルムよりなる、
   血管可視化装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の血管可視化装置であって、前記観察窓は、可視光に対して透明又は半透明であり、前記観察窓を通じて前記可視化対象部位を視認可能である、
   血管可視化装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の血管可視化装置であって、前記光源及び前記観察窓の周囲に外部から前記可視化対象部位への可視光の入射を制限する遮光部材が設けられている、
   血管可視化装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の血管可視化装置であって、前記光源は複数設けられており、複数の異なる方向から、前記可視化対象部位に前記近赤外光を照射する、
   血管可視化装置。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の血管可視化装置と、
   血管に穿刺可能な穿刺部を有する医療器具と、
   を有する、血管穿刺システム。
10. 請求項９記載の血管穿刺システムであって、
    前記医療器具は、穿刺針又はカテーテル組立体である、
    血管穿刺システム。
11. 生体の血管を可視化させる可視化対象部位に近赤外光を照射する光源と、前記近赤外光を可視光に変換させる波長変換材料を含み、前記可視化対象部位から反射された近赤外光像を可視化させる観察窓と、を備えた血管可視化装置の観察窓部材であって、
    前記観察窓及び前記光源を前記可視化対象部位から離間させる一対の支持部材と、
    一対の前記支持部材に架け渡された板状の枠部材と、を備え、
    前記観察窓は、前記枠部材に保持されて前記可視化対象部位に対向配置され、
    前記光源は、前記観察窓の周囲を取り囲むように複数設けられている、
    観察窓部材。
    

Images