(57)【要約】【課題】行動に制限を受けることがなく、また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い血管注射補助装置を提供すること。【解決手段】血管透視手段（ＳＴ）と血管表示手段（ＩＤ）を有する血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。前記血管透視手段（ＳＴ）が、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）であり、前記血管表示手段（ＩＤ）が前記赤外線カメラ（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）であり、対象確認手段（ＣＦ）が可視光線光源（２ｂ）である。【選択図】図１
2004267534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管透視手段（ＳＴ）と血管表示手段（ＩＤ）を有することを特徴とする血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【請求項２】
対象確認手段（ＣＦ）を有することを特徴とする請求項１に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【請求項３】
前記血管透視手段（ＳＴ）が、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）であり、前記血管表示手段（ＩＤ）が前記赤外線カメラ（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）であり、
前記対象確認手段（ＣＦ）が可視光線光源（２ｂ）であることを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【請求項４】
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請求項１ないし請求項３に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【請求項５】
前記表示装置（３）に赤外線カメラ（１ａ）、赤外線光源（２ａ）および可視光線光源（２ｂ）を装着したことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の血管注射補助装置（Ａ）。
【請求項６】
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）を有することを特徴とする血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）。
【請求項７】
前記血管透視手段（ＳＴ）が、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、
前記光線反射手段（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）であることを特徴とする請求項６に記載の血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）。
【請求項８】
前記血管表示手段（ＩＤ）が前記赤外線カメラ（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）であり、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ことを特徴とする請求項６ないし請求項７に記載の血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）。
【請求項９】
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６ないし請求項８に記載の血管注射補助装置（Ｂ）。
【請求項１０】
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６ないし請求項８に記載の血管注射補助装置（Ｃ）。
【請求項１１】
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、
ハーフミラー（１７）と対象（１４）の間に赤外線光源（１２ａ）と可視光線光源（１２ｂ）を対象（１４）に向けて配置した、ことを特徴とする請求項６ないし請求項９に記載の血管注射補助装置（Ｂ）。
【請求項１２】
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）と対象（２４）の間に配置し、
前記観察者視点（２６）と対象（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）と観察者視点（２６）の間に配置し、
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）に向けて配置した、ことを特徴とする請求項６ないし請求項８、請求項１０に記載の血管注射補助装置（Ｃ）。
【請求項１３】
前記赤外線カメラ（１ａ、１１ａ、２１ａ）と表示装置（３、１３、２３）の間に、画像処理装置（８、１８、２８）を配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項１２に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【請求項１４】
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１から４、６から８、１０、１２から１３に記載の血管注射補助装置（Ｃ）。
【請求項１５】
観測者の覗き窓を配置したことを特徴とする請求項１から４、６から８、１０、１２から１４に記載の血管注射補助装置（Ｃ）。
【請求項１６】
前記表示装置（３、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（１ａ、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１ないし請求項１５に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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）を有する血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を提供する。
［２］本発明は、対象確認手段（ＣＦ）を有する［１］に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を提供する。
［３］本発明は、前記血管透視手段（ＳＴ）が、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）であり、前記血管表示手段（ＩＤ）が前記赤外線カメラ（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）であり、
前記対象確認手段（ＣＦ）が可視光線光源（２ｂ）である［１］ないし［２］に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を提供する。
［４］本発明は、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［１］ないし［３］に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を提供する。
［５］本発明は、前記表示装置（３）に赤外線カメラ（１ａ）、赤外線光源（２ａ）および可視光線光源（２ｂ）を装着した［１］ないし［４］に記載の血管注射補助装置（Ａ）を提供する。
［６］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）を有する血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）を提供する。
［７］本発明は、前記血管透視手段（ＳＴ）が、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、
前記光線反射手段（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［６］に記載の血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）を提供する。
［８］本発明は、前記血管表示手段（ＩＤ）が前記赤外線カメラ（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）であり、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［６］ないし［７］に記載の血管注射補助装置（Ｂ、Ｃ）を提供する。
［９］本発明は、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［６］ないし［８］に記載の血管注射補助装置（Ｂ）を提供する。
［１０］本発明は、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［６］ないし［８］に記載の血管注射補助装置（Ｃ）を提供する。
［１１］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、
ハーフミラー（１７）と対象（１４）の間に赤外線光源（１２ａ）と可視光線光源（１２ｂ）を対象（１４）に向けて配置した［６］ないし［９］に記載の血管注射補助装置（Ｂ）を提供する。
［１２］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）と対象（２４）の間に配置し、
前記観察者視点（２６）と対象（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）と観察者視点（２６）の間に配置し、
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）に向けて配置した［６］ないし［８］、［１０］に記載の血管注射補助装置（Ｃ）を提供する。
［１３］本発明は、前記赤外線カメラ（１ａ、１１ａ、２１ａ）と表示装置（３、１３、２３）の間に、画像処理装置（８、１８、２８）を配置した［１］ないし［１２］に記載の血管注射補助装置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を提供する。
［１４］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［１］から［４］、［６］から［８］、［１０］、［１２］から［１３］に記載の血管注射補助装置（Ｃ）を提供する。
［１５］本発明は、観測者の覗き窓を配置した［１］から［４］、「６」から［８］、［１０］、［１２］から［１４］に記載の血管注射補助装置（Ｃ）を提供する。
［１６］本発明は、前記表示装置（３、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（１ａ、１１ａ、２１ａ）が、ステレオ赤外線カメラである［１］ないし［１５］に記載の血管注射補助装置（Ａ、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の背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、「皮膚透視手段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１ａ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
【図１】
2004267534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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