(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の身体組織に比較して温度の局部的バリエーションを有するヒトの身体組織の少なくとも１つの範囲を探索しマーク付けするための携帯型の受動的装置（１０）に於いて、
前記身体組織の領域内でヒトの皮膚に沿って走査するための、該皮膚の一部に沿う温度プロフアイルを示す信号を得るための該温度走査手段（１２，１３，１６，１７，１９，２０、２２）と、
局部的温度バリエーションを有する前記少なくとも１つの範囲を決定するために温度プロフアイルを得るように前記信号を解析するための前記温度走査手段に接続された処理手段（２５）と、
前記少なくとも１つの範囲にマーク付けするためのマーク用手段（３０）とを具備しており
該温度走査手段（１２，１３，１６，１７，１９，２０，２２）は前記身体組織の該領域内で少なくとも１本の皮膚の線に沿って走査するようになっており、
それは該少なくとも１本の皮膚の線の一部に沿う個別点のそれぞれの温度を示す個別信号を得るためであり、
該処理手段（２５）は更に、該走査される身体組織の領域内で各静脈の位置を決定するように相互に近接する多数の静脈のあり得る影響を補償するために該温度プロフアイルの１次及び２次微分係数を決定することにより該温度プロフアイルを処理するようになっており、
該マーク用手段（３０）は該走査される身体組織の領域内で少なくとも１本の静脈をマーク付けするようになっていることを特徴とする周囲の身体組織に比較して温度の局部的バリエーションを有するヒトの身体組織の少なくとも１つの範囲を探索しマーク付けするための携帯型の受動的装置。
【請求項２】
請求項１の装置に於いて、該温度走査手段が前記個別信号を発生するために前記個別点を画像作成するための赤外線検出器アレー（１２）を有することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１の装置に於いて、該温度走査手段が前記個別信号を次々と発生するように該検出器を次々の画像作成点に進めるために走査機構（２２）と結合された赤外線検出器（１２）を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つの装置に於いて、赤外線検出器（１２）は３−２０マイクロメートルの間の波長を有する放射を検出するよう適合されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項３の装置に於いて、該温度走査手段が該検出器信号を変調するためにチョッパー（１３）を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項３から４の何れか１つの装置に於いて、前記温度走査手段が前記個別点から熱的放射を該赤外線検出器の方へ向けるために光学的走査手段（１７，１９）を有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項３から６の何れかの装置に於いて、該走査機構が走査ミラー（１７）と付随する折り畳み式光学部品（１９）を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
前記請求項の何れか１つの装置に於いて、該処理手段（２５）が、
前記個別信号を記憶するためのメモリー（２７）と、
該温度プロフアイルから、該少なくとも１本の皮膚の走査された線に沿う身体組織のそれぞれの範囲に対応する少なくとも１つのピークを決定するために該メモリーに接続された処理手段（２５）と、そして
その該皮膚に沿う対応する位置を決定するために該少なくとも１つのピークを該皮膚のそれぞれの個別点と相関させるための相関器（２５）とを備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記請求項の何れか１つの装置に於いて、該マーク用手段が前記少なくとも１つの範囲を照明するために該処理手段に応答式に接続された点光源（３０）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９の装置に於いて、該走査機構は該少なくとも１つの範囲を照明するために該点光源を前記知られた位置へ向けるよう該点光源に動作的に結合されていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１から８の何れか１つの装置に於いて、該マーク用手段は該少なくとも１つの範囲を顔料でマーク付けするために該処理手段に応答式に結合されていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記請求項の何れか１つの請求項の装置に於いて、局部的な加熱を有する少なくとも２つの範囲が得られており、そして該処理手段は更に、前記少なくとも２つの範囲を横切るに最も良く適合した線を、前記線が該静脈の軌跡を規定するように決定するために、前記少なくとも２つの範囲に応答する軌跡決定ユニットを備えることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記請求項の何れか１つの装置に於いて、該処理手段（２５）が
ｉ）該それぞれの静脈を検出し、該静脈のそれぞれの横座標の初期見積もりを得るために該温度プロフアイルと１次及び２次微分係数を処理し、
ｉｉ）組織熱伝導度と熱伝達率の様な、前以て精確に知られてないパラメータを含む初期見積もりのセットを作り、
ｉｉｉ）該見積もられたパラメータベクトルを非線形反復を使用してリフアインし、
ｉｖ）悪い結果及びスプリアスの静脈を濾し出すために該リフアインされ見積もられたパラメータベクトルを事後解析し、
ｖ）もし事後解析が幾つかのフイクチシャスな静脈を無効化し取り除いたら、過程ｉｉ）を繰り返すよう適合されていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
周囲の身体組織と比較して局所的な温度変化を有している身体組織の少なくとも１つの領域を探索し且つマーク付けするように適合されている携帯型受動的装置の動作方法であって、
（ａ）前記身体組織の所定の領域内においてヒトの皮膚に沿って走査するように温度走査手段を動作させ、前記走査に応じて、皮膚の所定の部分に沿った温度プロファイルを示す信号を提供するステップと、
（ｂ）局所的な温度変化を有する少なくとも１つの領域を示す前記温度プロファイルを得るように前記信号を分析するために、前記温度走査手段に結合された処理手段を利用するステップと、
（ｃ）前記少なくとも１つの領域をマーク付けするようにマーク付け手段を利用するステップと、
を備えている携帯型受動的装置の動作方法において、
ｉ）前記温度走査手段を動作させるステップは、前記温度走査手段が前記身体組織の前記領域内において皮膚の少なくとも１本の線に沿って走査するように実行され、これにより皮膚の少なくとも１本の線の一部分に沿って離散した点それぞれの温度を示す個別信号を決定することができ、
ｉｉ）前記マーク付け手段を利用するステップは、前記温度プロファイルの１次微分係数及び２次微分係数を決定し、互いに近接した多数の静脈の影響を補償することによって、前記温度プロファイルを処理するように前記処理手段を利用するステップを含み、これにより身体組織の操作された領域内における各静脈の位置を決定することができ、
ｉｉｉ）前記マーク付け手段を利用するステップは、前記マーク付け手段を利用して、身体組織の走査された領域内における少なくとも１本の静脈にマーク付けするステップを含んでいることを特徴とする、携帯型受動的装置の動作方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の動作方法において、
前記温度走査手段を動作させるステップには、前記離散した点を画像作成するために、赤外線検出器アレーを利用するステップが含まれていることを特徴とする動作方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の動作方法において、
前記温度走査手段を動作させるステップが機械的に実行されることを特徴とする動作方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の動作方法において、
赤外線検出器アレーの信号を変調するために、チョッパーを利用するステップを含んでいることを特徴とする動作方法。
【請求項１８】
請求項１４，１５、又は１７のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記温度走査手段を動作させるステップが光学的に実行されることを特徴とする動作方法。
【請求項１９】
請求項１４〜１８のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記処理手段を利用するステップが、
ｉｖ）前記個別信号を記憶するために、記憶手段を利用するステップと、
ｖ）皮膚の少なくとも１本の走査された線に沿った前記身体組織の各領域に対応する少なくとも１つのピークを、前記温度プロファイルから決定するために、前記処理手段を利用するステップと、
ｖｉ）皮膚に沿った対応する位置を決定するように、少なくとも１つのピークを皮膚の個別点それぞれと相関させるために、前記処理手段を利用するステップと、
を含んでいることを特徴とする動作方法。
【請求項２０】
請求項１４〜１９のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記マーク付け手段を利用するステップには、前記少なくとも１つの領域を照明するために、点光源を利用するステップが含まれていることを特徴とする動作方法。
【請求項２１】
請求項１４〜１９のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記マーク付け手段を利用するステップには、少なくとも１つの領域にマーク付けするために、顔料を利用するステップが含まれていることを特徴とする動作方法。
【請求項２２】
請求項１４〜２１のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記処理手段を利用するステップには、局所的に加熱された静脈に沿った少なくとも２つの領域を得るステップが含まれており、
さらには、
（ｄ）前記少なくとも２つの領域を横断する最も適合した線を、前記線が前記静脈の軌跡を規定するように決定するために、前記処理手段を利用するステップを含んでいることを特徴とする動作方法。
【請求項２３】
請求項１４〜２２のうちいずれか一項に記載の動作方法において、
前記処理手段を利用するステップが、
ｉ）前記温度プロファイル、前記１次微分係数、及び前記２次微分係数を処理し、これにより静脈それぞれを検出し、且つ静脈それぞれの横座標の初期概算値を得るために、前記処理手段を利用するステップと、
ｉｉ）組織の熱伝導率や熱伝達係数のような事前に正確には知られていないパラメータを含む一連の初期概算値を構築するために、前記処理手段を利用するステップと、
ｉｉｉ）非線形反復を利用して、パラメータベクトルの初期概算値を改善するステップと、
ｉｖ）改善されたパラメータベクトルの概算値を事後解析し、これにより悪い結果と存在が疑わしい静脈を除外するために、前記処理手段を利用するステップと、
ｖ）前記事後解析が存在しない静脈に対応するデータを無効化又は除外した場合には、ステップ（ｉｉ）から繰り返して前記処理手段を利用するステップと、
を含んでいることを特徴とする動作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は患者の身体の組織、特に静脈内の“ホツトスポツト（hot spot）”の探索（location）に関する。
【０００２】
【発明の背景技術】
医療過程の目的のために患者の静脈の精確な探索のニーヅは良く知られている。この課題は、針を表面の静脈内へ挿入せねばならない時は比較的簡単であるが、皮膚表面の数ミリメートル下にある静脈を探索する必要がある場合は該過程は運任せになる。従来公知の技術は、静脈の隆起を引き起こすよう止血帯の取付による血圧の局部的上昇の効果に依存しているがこれは必ずしも有効でなく、何れの場合も表面静脈用以外には不適切になり勝ちである。
【０００３】
米国特許第４，８１７，６２２号｛ペニーパッカー他（Pennypacker et al）｝は患者の肢節（limb）の赤外線放射に基づく血管構造の皮下配置の視認用の赤外線画像形成器（infrared imager）を開示している。赤外線放射に敏感なビデオカメラが赤外線を吸収する又は赤外線を散乱する筋肉のコントラスト部分（contrasting portions）をハイライト化（highlighting）するビデオ画像を作る。これはさもなければ見出すのが難しいこれらの静脈の探索を可能にする。
【０００４】
米国特許第５，６０８，２１０号｛エスパルザ他（Esparza et al）｝は、皮下静脈の位置をハイライト化するように筋肉の適当な範囲のこれ又赤外線放射に基づき、その中に皮下ニードルを挿入するため静脈を探索するよう技術者を補助する装置を説明している。静脈をハイライト化可能にする最終の熱の輪郭線は赤外線感応型ビデオカメラを使用して画像作成され、該画像は該静脈の容易な探索を可能にするよう表示される。
【０００５】
同様に、米国特許第５，５１９，２０８号｛やはりエスパルザ他（Esparza et al）｝は、患者の或る範囲を照射するために、やはり、放射源を必要とする静脈内アクセス取得用の方法及び装置を開示している。該放射の波長は、静脈を含む範囲では該放射が吸収され全ての他の範囲では反射されるようになっておりそれにより該照射された範囲の画像が該照射された静脈を周囲範囲から容易に際立たせるようにする。
【０００６】
全ての上記引用の特許は静脈が強調されるようにする赤外線放射の外部源と次の最終の熱の輪郭のデイスプレーとを用意している点で共通している。この様な方策は赤外線放射の外部源のみならず更に高価な赤外線画像作成及びデイスプレー装置を要する。
米国特許第５、６７８、５５５号｛オコンネル（O'Connel）｝は、血液運搬脈管と周囲のヒトの組織との間の相対的温度差を際立たせるために赤外線走査と画像作成技術を使用してライブ（live）のヒトの身体内の血管を探索する非侵襲性の方法を開示している。ヒトの身体内の血管と周囲組織とに付随する特定の高められた表面温度を差別化する対象の放射を検出するために赤外線画像作成カメラが使用される。次いで静脈をマーク付け出来る。かくしてオコンネル（O'Connel）は赤外線放射の外部源のニーヅを明らかにするが、彼の温度プロフアイルは、該赤外線画像作成カメラの操作者によりホツトスポツトを視認し見ることを可能にする赤外線の熱的画像の形式で定性的に表示される。
ドイツ特許第ＤＥ３０２０３５９号｛ハーマン（Hermann）｝は生物学的又は技術的構造体のサーモグラフ（thermographs）の取り込みと表示用の過程を開示しているが、そこでは局部的温度分布の表示に加えて、サーモグラフの各画素の温度がデジタル的に取り込まれテーブイ（TV）モニター上に表示される。デジタルの画像作成が使われるが、デジタル処理は示されておらず、該走査された組織の種々の温度間を区別させるカラーバリエーションを使用してホツトスポツトが定性的に表示される。
かくして米国特許第５、６７８、５５５号とドイツ特許第ＤＥ３０２０３５９号は両者共受動型の熱的な画像作成技術を開示しているが、それらは共に可視的な仕方で最終温度プロフアイルを定性的に表示しており、かくして該熱的画像からホツトスポツトが識別されることを可能にしている。実際には、ホツトスポツトは１本の静脈か又は相互に近接した多数の静脈かに関係しており、これらの引用例の何れもが該ホツトスポツトが１本の静脈を示すか多数の静脈を示すか区別できない。これらの引用例は、ホツトスポツトが相互に近接し、種々の深さの分布を有する多数の静脈に関係する場合、該静脈自身間を実際に区別出来る可能性はなお少ない。従って、それらは孤立した静脈は正しくマーク付けするが、それが相互に近接した多数の静脈の１つである時は最も適切な静脈をミスし易い。これは、ホツトスポツトが１本の静脈に関係するか相互に近接した多数の静脈に関係するかを熱的画像から区別する方法は先験的（a priori）にないことを特に考慮すると著しい欠点である。
【０００７】
【発明の概要】
従って本発明の目的は、それを用いて針の精確な整合と他の何等かの医療過程を可能にする目的で静脈を探索しマーク付けする、装置を提供することである。
【０００８】
本発明の広範な側面に依ると、周囲の身体組織に比較して温度の局部的バリエーション（variation）を有するヒトの身体組織の少なくとも１つの範囲を探索し、マーク付けするための携帯型の受動的装置が提供されるが、前記装置は
前記身体組織の領域内のヒトの皮膚の沿って、該皮膚の刺激されてない部分に沿った温度プロフアイルを示す信号を得るために、走査するための温度走査手段と、
局部的温度バリエーションを有する前記少なくとも１つの範囲を決定するために該温度プロフアイルを得るよう前記信号を解析するために前記温度走査手段に接続された処理手段と、そして
前記少なくとも１つの範囲にマーク付けするためのマーク用手段とを具備しており、
該温度走査手段は前記身体組織の該領域内で少なくとも１本の皮膚の線に沿って走査するよう適合されており、それは該少なくとも１本の皮膚の線の刺激されてない部分に沿う個別点のそれぞれの温度を示す個別信号を得るためであり、
該処理手段は更に、該走査される身体組織の領域内で各静脈の位置を決定するように相互に近接する多数の静脈のあり得る影響を補償するために該温度プロフアイルの１次及び２次微分係数を決定することにより該温度プロフアイルを処理するよう適合されており、そして
該マーク用手段は該走査される身体組織の領域内で少なくとも１本の静脈をマーク付けするよう適合されていることを特徴とする。
【０００９】
該マーク用手段は、それを用いて注射針の自動的整合を可能にするよう該皮膚上に向けられる光の点であってもよい。代わりに、それは次の手による注射を可能にするようインクの小さなスポツトで該静脈の位置にマーク付けすることも出来る。
【００１０】
好ましくは該温度走査手段は、３−２０マイクロメートルの間の波長を有する赤外線放射を検出する赤外線検出器を備え、該皮膚が走査されることを可能にするために適切な折り畳みする光学部品を備えるのがよい。
【００１１】
【好ましい実施例の詳細な説明】
本発明を理解し如何に同じものが実際に実行されるかを知るために、限定しない例により、付属する図面を参照して好ましい実施例をここで説明する。
【００１２】
図１，２Ａ及び２Ｂは患者の腕１１の静脈を探索し、マーク付けするための、１０で総称される装置をそれぞれ絵画的及び機能的に示している。赤外線検出器１２はチョッパー１３を介して赤外線の範囲で腕１１の画像作成するよう熱的に適合されている。該チョッパー１３は１対のスロット１５を有する回転デイスク１４を備えている。チョッパーモータ１６は、該赤外線検出器１２が約１−１０Ｈｚの割合で熱的に該腕１１の画像作成するよう該チョッパー１３を回転させる。該画像作成は該腕１１上の点１８を画像作成するために該腕１１の方に向けられた走査ミラー１７によりもたらされる。焦点合わせされた画像は折り畳むミラー１９に向けられそこから反射されたビームが赤外線検出器１２へ向けられる。
【００１３】
該患者の腕１１の或る範囲に沿った次々の点を画像作成するために、該走査ミラー１７は該腕１１の幅に沿って次々に動かされねばならない。この目的で走査モータ２０が提供されておりそのシャフト２１は、該走査ミラー１７が設置されているマウント２３に走査機構２２を介して機械的に結合されている。この様な手段により、該走査範囲に沿った次々の点が該赤外線検出器１２により熱的に画像作成される。赤外線検出器１２の出力はプリント回路基板｛ピーシービー（PCB）｝２６上に設置された処理ユニット２５に供給されるが、該基板上にはメモリー２７が設置されておりその中に、該走査モータ２０の既知の位置に各々が対応している、次々の検出器信号が記憶される。該ピーシービー２６上の該処理ユニット２５と付髄電子部品は２つのペンライトバッテリー（penlight batteries）２８により電力を与えられる。
【００１４】
チョッパーモータ１６と走査モータ２０との回転はやはり該ピーシービー２６上に設置された制御電子部品２９を介して制御される。（点光源を構成する）エルイーデー（LED）３０は、周囲身体組織と比較して局部的な温度バリエーションとして少なくとも１つのホツトスポツトを合図することが出来る光ビームを作るために該制御電子部品２９に接続されている。処理ユニット２５は次々の検出器信号を集めメモリー２７内に記憶するが該信号の各々は走査モータ２０の既知の位置に付随する。該記憶されたデータは、静脈を通る血流による最高温度点（“ホツトスポツト”を構成する）に対応する極大信号を識別しそれにより該静脈の位置を合図するために処理される。該処理ユニット２５の制御下で、今度は該走査モータ２０は、該エルイーデー３０がかくして該エルイーデー光ビーム又は適当な顔料によりマーク付けされる同じ点と整合されるように回転される。
【００１５】
少なくとも１対のエルイーデーエス（LEDs）３１が該処理ユニット２５に接続されているがそれはそのステイタスを可視的に指示するためである。かくして、該エルイーデーエス（LEDs）３１の１つは該装置１０がエネルギーを与えられていることを示す、一方もう１つのエルイーデー（LED）は静脈が成功裡に探索された時点灯される。静脈が成功裡に探索されない場合は適当な可聴式又は可視式の警報信号が提供されてもよい。
【００１６】
図２Ｂはアパーチャ３６を有するハウジング３５内に設置された該装置１０を絵画的に示しているが、それは該次々の焦点合わせされた走査ビームがそこから患者の腕１１上へ発せられるのを可能にするためのものである。使用時は、次ぎには該装置の感度を高める血圧の局部的増加を引き起こすために止血帯３７が患者の２頭筋に近い腕１１の上部に当てられる。注射器３９との精確な整合を可能にするために該エルイーデー（LED）３０によりマーク付けされた静脈の位置に対応する点３８も図に示されている。
【００１７】
今図３Ａと３Ｂを参照すると、処理ユニット２５に付随する主要な操作過程の流れ図が示されている。“電力オン（power on）”になると、走査モータ２０が初期化されチョッパーモータ１６が駆動される。処理ユニット２５は操作の２つの区別される段階を行うが、第１段階では走査用光学部品を動作状態にし、次の第２段階ではメモリー２７に記憶された走査データが処理される。第１段階中、該走査モータをオンにスイッチすると、それは、該赤外線検出器１２が該走査モーター２０の既知位置に対応する初期位置に整合されるまで、逆方向に回転される。次いで該走査モータ２０は停止され、１本の線に沿った次々の個別点を走査するために個別ステップで前方向へ進められる。各次々の走査点は赤外線検出器により熱的に画像作成されが、それは大きさが被測定温度に実質的に比例した信号を発生する。該被測定データはメモリー２７に記憶されるので完全な走査サイクル中に該メモリー内の次々の位置は各々が次々の走査点と対応し、該走査点は、今度は、該走査モータ２０の既知の位置と相関が取られている。
【００１８】
走査サイクルの終わりには走査モータは停止され、メモリー２７内のデータは、極信号を決定するために該処理ユニット２５の制御下で処理されるようにフアイル内に記憶される。１つの静脈しか走査されない場合には、該極大信号は静脈の位置の曖昧でない指示を与えることが出来る。しかしながら、より一般的な場合には、相互に対し近くにあり、種々の深さ分布を有する幾つかの静脈があるかも知れない。この状況を受け入れ適当な静脈位置の信頼性のある指示をなお提供するために、下記で図面の図５から７を参照してより詳細に説明する様に該温度プロフアイルが更に処理されねばならない。
【００１９】
かくして、下記で説明する様に、該温度プロフアイルに対応するフイルターされた信号が該データフアイルから読み出され、１回目及び２回目の微分係数（すなわちそれぞれｄＴ／ｄｔ及びｄ2Ｔ／ｄｔ2）が計算される。これは走査された静脈の数が、該静脈が該走査範囲に沿って種々の横方向位置で相互に非常に近く位置している場合でも決定され得るようにする。その後、各静脈のそれぞれの位置は見積もられ、極大ホツトスポツトを引き起こす静脈が選択される。
【００２０】
次いで該走査モータ２０は該制御電子部品２９の制御下で極大振幅の走査点と相関のある点まで動かされ、その後静脈の該位置に対応する最高温度点をマーク付けするために該エルイーデー（LED）３０が点灯されるか該皮膚に顔料が付けられる。
【００２１】
１つより多い静脈が該装置１０により走査される場合は、極大局部加熱を引き起こす静脈は、検出され、そしてその位置が該エルイーデー（LED）３０によりマーク付けされるそのものである。実際には、一般にこれは最も表面に近くそれにより最も大きい局部的加熱効果を引き起こす静脈である。又本発明は同じ静脈に沿う１つより多い“ホツトスポツト（hot spot）”の検出も考慮している。この場合、全ての検出されたホツトスポツト間に線を当てはめること（line-fitting）は該静脈の軌跡の決定を可能にする。
【００２２】
使用中、該装置はオンにスイッチされているその時オン／オフランプが点灯する。この装置は患者の、必要な様に、前腕又は手関節（wrist）又は必要な他のどんな場所にでもその上に正しい位置に置かれる。今度は走査が行われ、その間該走査信号はサンプルされる。該走査完了時か走査中、望むならば該走査信号は処理され、もし静脈が探索されたならば、その位置がマーク付けされる。もし静脈が探索されないならば、上記で述べた様に、可聴式（又は他の）警報が与えられる。この場合、該装置はもう１つの場所へ移され、該プロセスは静脈が成功裡に探索されるまで必要な様に繰り返される。静脈が成功裡に探索されると、該装置は移され、必要な医療過程が実行される。
【００２３】
該赤外線検出器１２は３から２０マイクロメートルの間の範囲内で動作すべきである。該装置は０．１ｍｍの桁の走査解像度を有して５から７ｍｍの深さまで動作するよう意図されている。
【００２４】
図３Ａと３Ｂを参照して図２Ａと２Ｂの光学的走査機構を使用した特定の実施例を説明したが、今度は図４を参照して他の種類の検出器と走査を受け入れるより一般的な方策を説明する。かくして、図４は赤外線検出に基づく、本発明の装置の一般に適用可能な操作過程を示す流れ図である。“電力オン（power on）”になると、該アイアール（IR）検出器は賦活され、身体組織の刺激されない部分に沿った個別点のそれぞれの温度を示す個別信号を決定するためにアイアール検出が始まる。個別信号を示すデータはラムメモリー内に記憶される。この操作過程の結論に於いて、該データはフアイルにセーブされ“ホツトスポツト”を上記で説明した様に探索するためにデータ処理が始まる。一旦身体組織の範囲が見出されると、その位置が見積もられマーク付けされる。もし“ホツトスポツト”が見出されないならば、検出器は新しい位置へ移され該サイクルが繰り替えされる。
【００２５】
図５は被測定肢節に沿った距離の関数としてΔＴを示す温度プロフアイルでありそれは名目上の原点から測定された４９．９１ｍｍの距離に１つのピークを示している。この曲線は１つの静脈が該測定された横座標に位置することを示しておりかくして該静脈の真っ直ぐな、曖昧でない検出を可能にする。
【００２６】
同じ付近での他の静脈の存在は温度のピークの極大の位置を変化させるかも知れない。かくして、例えば、図６は１つより多い静脈に付随する温度プロフアイル４０を示し、そこでは静脈の数のみならずそれらのそれぞれの配置も先験的に確立され得てない。
【００２７】
しかしながら、図７に示す様に、１次微分係数４１は３つのピークを表す一方２次微分係数４２は３つのトローフ（trough）を表し、かくして少なくとも３つの別々の静脈の存在を明らかに確立する。かくして静脈位置の正しい決定は単に温度プロフアイル自身からだけでは決定出来ずはっきりした決定を得るために該温度プロフアイルの微分係数を参照しなければならないことは明らかである。
【００２８】
上記に基づき、実施の実際的過程は下記の様である。
（１）観察横座標と被測定温度とを含む観察データフアイルを読む。
（２）滑らかにされた１次及び２次微分係数を得るために該温度プロフアイルを滑らかにする。
（３）それぞれの静脈を検出し該静脈のそれぞれの横座標の初期見積もりを得るために該温度プロフアイルと微分係数を処理する。
（４）前もっては、精確に知られていない全パラメータ、例えば組織熱伝導度、熱伝達率他を含む初期見積もりのセットを作る。
（５）非線形反復（non-linear iteration）を使用してこの見積もられたパラメータベクトル（parameter vector）をリフアイン（refine）する。
（６）悪い結果やスプリアス（spurious）の静脈を濾し出すために最終の見積もられたパラメータベクトルを事後解析（post-analyze）する。
（７）もし事後解析が幾つかのフイクチシャス（fictitious）な静脈を無効化し取り除いたならば、過程（４）から繰り返す。
【００２９】
上記過程は近くにある多数の静脈に付随する曖昧さが解像されるのを可能にする。
【００３０】
【静脈横座標の検出】
・全体の観察領域内で、第１の参考の静脈が該温度プロフアイルのピークに対応するように探索される。次いでこの位置はその付近での２次微分係数の極小を探索することによりリフアインされる。
【００３１】
・この点から、他の静脈の見積もられる位置を得るために反復探索過程（iterative search procedure）が使用される。
【００３２】
・温度極大（１次微分係数の符号の変更で）又は曲率の極小（２次微分係数）を認識すると、あり得る静脈の探索が決定される。
【００３３】
・真の状況では、特に微分係数中に現れるノイズのために、この過程は常にスプリアスな静脈の誤った検出となり得ることを注意することは重要である。
【００３４】
・この段階で誤った静脈を排除するため幾つかの基準が使用される（例えば、曲率の重要な極小のみの考慮）。
【００３５】
・それにも拘わらず、スプリアスな静脈がこの段階で現れそうであり、それらは
◆もう１つの静脈との近さが予め決められた敷居値より小さい静脈
◆固定極大値に等しい深さを有する静脈
◆固定極小値に等しい熱流れを有する静脈
を含む１セットの排除基準により後で除去されねばならない。
【００３６】
好ましい実施例では、温度走査手段はレンズと折り畳み式光学部品と組み合わせた赤外線検出器により実現される。しかしながら、レンズの代わりのミラー、或いは１つ以上の光学素子を使用する近接検出器による様に、どんな他の適当な画像作成システムでも同じく良く使用される。同様に、好ましい実施例は線状の走査を使用したが、どんな望まれた曲線に沿う走査も、次々の点に沿った走査と同様に使用されてよいことは明らかである。該走査は各走査信号がサンプルされることを要する。該サンプリングは固定した時間間隔で最も良く行われる。
【００３７】
又該好ましい実施例では、該走査機構は該光学部品のみを動かすよう適合されている一方該検出器自身は静止した儘であることは気付かれるべきである。しかしながら、他の走査機構も本発明の範囲内に考慮されている。かくして、例えば、静止光学部品を使用して該検出器のみを動かすことも又可能である。又、該赤外線検出器と付随する光学部品が一緒に動かされてもよい。代わりに、静止検出器のアレーを読むことにより可動部品無しで走査がもたらされてもよい。この様な検出器は皮膚と接触して設置された赤外線感知チップにより構成出来て、その場合光学部品も走査機構も不要に出来る。
【００３８】
電子部品自体は詳細には説明されないがそれはそれらが本質的に全て知られているからである。該電子部品の機能は検出器信号を増幅し、欲しないノイズを外へ濾過することである。該フイルタリングは個別部品を使用して又は専用化されたデーエスピー（DSP）チップ｛デジタルシグナルプロセサー（Digital Signal Processor）｝により又はソフトウエアにより達成出来る。
【００３９】
該好ましい実施例では、静脈の位置はエルイーデーによりマーク付けされる。それにより発生される光は、もし望ましければ、パルス動作していてもよく、白色光であっても又は幾つかのカラーから成ってもよい。パルス動作する光が使用された場合、該パルス動作は電子的に又は光学的シャッターにより達成されてもよい。好ましくは、該光は位相又は周波数の変化を補償するために該検出器信号を変調するのにも役立つチョッパーによりパルス動作化されるのがよい。しかしながら、又本発明は、上記説明と実質的に同じ様な仕方で極大温度の点と整合されるように、該処理ユニット２５により制御されるインクッジェットノズル又は他の適当な装置を介してインクスポツト又は他の顔料により皮膚にマーク付けすることも考慮している。
【００４０】
好ましい実施例では該パルス動作するエルイーデー（LED）ビームはチョッパー１３を介して機械的に発生されるが、該パルス動作するビームは又当該技術で公知の標準的パルス回路を使用して電子的に発生出来ることも又評価される。
【００４１】
好ましい実施例では、赤外線検出器が使用されている。しかしながら、他の適当な熱的放射検出器も同様に良く使用され得ることは理解されよう。
【００４２】
同様に、好ましい実施例では該電子部品に電力を与えるために再充電可能な又は再充電可能でないバッテリーが使用されるが、これは命令的なものではなく、該装置を携帯し難くするコスト面にも拘わらず外部電源が使われてもよい。
【００４３】
上記で述べた様に、該チョッパーは該検出器信号を変調するのに役立ちそして発振型ミラー（oscillating mirror）か、運動型金属リーフ（moving metal leaves）を使う光学式シャターか又は好ましい実施例で提案したスロットを有する回転デイスクを使用して実現され得る。
【００４４】
該装置はプラスチックの様な何等かの適当な材料製のハウジングにパッケージ（package）される。或る環境では電磁的遮蔽を提供するために金属コーテイングでプラスチックを重ね合わせのが望ましいかも知れない。エルイーデー（LED）又は他の光源が使われている該ハウジングの開口部が可視光ビームのみならず熱エネルギーも含めてのそこを通しての通過を可能にする。
【００４５】
本発明は医療過程を実行する目的で少なくとも１つの静脈を探索しマーク付けすることに特に関係して説明して来た。しかしながら、本発明はここで簡潔に説明する様により一般的な応用を考慮されている。第１に、“ホツトスポツト”は静脈又は動脈を通しての血液の増加した流れから来ており従って身体組織の或る範囲の局部的加熱を引き起こしている又は、逆に、静脈又は動脈内の遮断から来ており血液の増加した量の蓄積を引き起こしている。これは又身体組織の或る範囲の局部的加熱を創り、かくして本発明の原理の探索とマーク付けを同様に受け入れるものである。同じことは、例えば、腫瘍、発育等の様な身体組織の温度の局部的バリエーション（local variation）を引き起こす他の何れの生理学的アーチフアクト（physiological artifact）にも適用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の装置の斜視図である。
【図２Ａ】  図１に図解する装置の主要部品を機能的に示すブロック図である。
【図２Ｂ】  患者の静脈を通しての手による注射を可能にするために図１で図解された装置の元の位置での使用を絵画的に示す。
【図３Ａ及び３Ｂ】  図１で図解された装置に付随する主要な操作過程を示す流れ図である。
【図４】  赤外線検出に基づき、身体組織の範囲を探索し、マーク付けする、装置の操作過程の主要部を示す流れ図である。
【図５から７】  図３で示す流れ図をより詳細に説明するために温度プロフアイルとその微分係数を示すグラフ図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５−６】
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【図７】
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