JP2005312862A - 可視赤色系発光ダイオ−ド照射器 - Google Patents

Abstract

【課題】医療分野で利用するために、幼児人体組織を容易に透過する可視赤色系発光ダイオ−ドを使用した光照射器を提供する。
【解決手段】電子回路と電池が収納されたケ−スの側面から伸ばした腕部の先端部に上方に照射方向が固定された赤色発光ダイオ−ドを取りつけ、電子回路によって決められた定格電力を電池から供給して赤色発光ダイオ−ドを発光させ、かつ中央部に規定された円形穴を開けたクッション材を使用したカバ−を被せた事を特徴とする可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療分野で利用する為の可視赤色系発光ダイオ−ド照射器に関するものである。

発光ダイオ−ドは各種の発光色が有り、その用途としては照明用、表示用、装飾用、標識用など多様な利用が行われている。

以降の発光ダイオ−ドの名称は通称化されている「ＬＥＤ」と表記する。

ＬＥＤの発光色は、ＬＥＤから発する光の成分波長によって可視光範囲であれば、短い波長の紫色から順次緑色、黄色、橙色、そして一番長い波長の赤色、迄の発光色があり、図９はその発光スペクトルを示している。

人間の目は５５５ｎｍの波長（緑色光）に対する感度が最も良く、それより短い波長の光ほど、又それより長い波長のほど感度が悪くなり、短い波長であれば約４４０ｎｍより短い波長では比視感度はほぼ０となって紫外線領域となる。そして長い波長領域にあっては約７００ｎｍ以上であれば比視感度はやはり０となり赤外線領域となる、図９にはそのデ−タ−も記載してある。

そして、ＬＥＤを医療分野で利用する場合に、生体に対しては波長の長い光成分の赤色光又は赤外色光が透過し易い事は従来から良く知られている事象であるが、ＬＥＤの赤色光を利用して診断に役立たせる為には従来の製造技術では充分な透過度を持った高輝度、高出力の赤色ＬＥＤの製造が困難であった為に、可視光線の赤色より生体透過度が高い、波長が長い近赤外線、又はそれ以上に波長が長い遠赤外線を利用した機器が開発使用されている。その具体例として光線より波長が長い超音波を利用した「超音波ドップラ−血流計」があり、又７５０ｎｍから８５０ｎｍの近赤外線を利用した機器としては「光トポグラフィ−装置」が挙げられる、最近は近赤外線光を利用し指の血管を流れる血流の変化が個人特有の特徴を持っていることを利用し、指紋照合と同様な装置も開発され利用されつつある。又もっと長い波長の遠赤外線を利用すれば温熱効果が得られ治療分野で各種の製品が市場に提供されている。そして、紫外線を利用した各種の機器も医療分野で利用されている。

しかし、いずれも可視光線ではない為に測定結果を知る為には複雑な電子回路を使用して結果を表示する必要があり、装置の価格も高額になるので手軽に利用する事が困難であった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、生体に対しての透過度の高い可視光線を使用して、複雑且つ高額な機器の助けを必要とせず直接目視により目的を達成する事を可能にする為に、半導体製造メ−カ−で開発され市場に新たに提供されだした、従来のＬＥＤに比較して非常に高い輝度を持った高輝度、高出力の可視光赤色ＬＥＤを使用し、目視のみで目的を達する機器を提供する事を目的としている。

本発明の前記ならびにその他の目的と新奇な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと，より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記の目的を達成する為に、本発明は電子回路と電池が収納されたケ−スの側面から伸ばした腕部の先端部に上方に照射方向が固定された高出力の赤色ＬＥＤを取りつけ、電子回路によって決められた定格電力を電池から供給して赤色ＬＥＤを発光させ、且つ中央部に規定された円形穴を開けた光の透過度の低いクッション材を使用し、横から光が漏れないように加工したカバ−を取りつける事によって可視赤色系ＬＥＤ照射器を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）

請求項１

の構成要件とで構成されているので、生体組織が未成熟な新生児や乳幼児の採血、血管注射の場合下から上に発光された透過光によって容易に血管が浮き出して見えるので注射針の挿入部位が的確に把握出来る。従って電子機器などの助けを借りることなく医師や看護師が目視によって容易に採血や血管注射をする事が可能となった。

（２）

請求項５

の構成要件とで構成されているので、新生児、乳幼児の水頭症等の診断に効果が得られる。

前記（１）及び（２）に共通する事は、いずれの場合も過去に使用されていた白熱灯を利用した機器とは異なりＬＥＤを使用しているので発熱が殆どなく長時間の使用によっても被検者が熱によって苦痛を感じることがない点である。

従来の市場に存在するＬＥＤによって此の目的を達するためにはＬＥＤの出力が小さいために複数個以上のＬＥＤ素子を一箇所にまとめて光量を確保する必要があり寸法が大きくなって集中光量が確保出来なかったが、大出力のＬＥＤの提供によってこれが可能となった。

またＬＥＤを点灯させる為の電力を供給する電源部は、従来の白熱灯に比べて消費電力が非常に少なくてすむので電池を使用する事が可能となり、外部電源の為の電源コ−ドを必要とせず携帯用可搬型にする事が可能になった。

以下、図面に示す発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図３の本発明を実施するための最良の第１の形態に於いて、１はＬＥＤに発光電力を供給するための電池２と、この電力を制御するための電子回路３を収納したケ−スである。４は本発明を実施するに必要な心臓部に相当する高出力ＬＥＤユニットである。５は前記１に取りつけられ、１と４を連結し、４から発生する熱を放散させる為の放熱板６を収納した腕部であり、此の腕部はケ−ス１との間を分離し脱着形としてもよい。そして６のクッション材は固いプラスチック製のＬＥＤユニットに直接被検者に測定部位が当たり苦痛をあたえる事のないようにすると同時にＬＥＤの光が側面から漏れて測定の邪魔になる事を防ぐ効果があり、中央部の穴は新生児や乳幼児の細い手首の幅から照射光が漏れないように直径は１０ミリ程度として集中光としている、また此のクッション材は使用目的から見ても汚れ易い部材のために交換可能な脱着式にしてある。

上記構成の赤色発光ダイオ−ド照射器の動作手順を説明すると、先ず図１のケ−ス１にある押しボタン７を押すと内蔵されている電池２から電子回路３に電力が供給され、この電子回路により規定された直流電圧がＬＥＤに送られて赤色光が発光する、ＬＥＤからの光量はケ−ス１内の回転ツマミ８により適当な光量に設定する事が出来る。この回転ツマミを最大の光量にセットした時にＬＥＤに最大定格電流が流れる様に、そしてそれ以上の電流が流れない様に電子回路で制御する事でＬＥＤが破壊される事を防いである。又内蔵した電池が消耗して電圧が低下し回転ツマミを最大にしても最大定格電流が流れなくなった場合は電源表示用ＬＥＤ９の色が変わり、内蔵されている電池を新品に交換を促すよう指示するようにしてある。

次いで、被検者である乳幼児の腕１０、または脚を中央に円形穴を開けたクッション材で作られたカバ−１１が被せられた赤色ＬＥＤユニット４の上にのせれば高出力の赤色光が下から上に放射され、その赤色光が腕または脚を透過し血管内を流れる血液のヘモグロビンの作用によって動脈又は静脈が黒ずんで立体的に見ることが出来、その上血液中の酸素量によって両者が判別出来るので医師、看護師は注射針を的確に目的部位に挿す事が可能となり、今までの様に注射針を予測に従って大体の位置に挿した後に血管を探して被検者に苦痛を与える事が無くなるので、その効果は大きい。

クッション材で成形されているカバ−は血液等の付着により汚れやすいので指で引き上げれば簡単に外せて新品に取り替えられる様に脱着可能な構造にしている。

発明を実施するための異なる形態

次に、図４ないし図８に示す本発明を実施する為の異なる形態について説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当たって、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図４ないし図８に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点はその使用目的が医師が手に持って診断に利用する為に可搬型とし携帯に便利な形にした事である。可搬型とするために電池の収納部である握り部分を円筒形として、この内部に電池を収納し下部からユニット化した電池ケ−ス１３を引き抜くことで簡単に電池が交換できる構造になっている、そして頭部分には電子回路３を収納した収納部を設けて先端部には放熱器１６を取りつけ、その中央部分にＬＥＤユニット４を取りつけ、このユニットは筒形のクッションカバ−１７で覆っている。

この可搬型について動作説明をすれば、まず使用する場合電池が収納されている握り部分を持ち電源スイッチ１４のレバ−を引くと電池の電力が電子回路３に供給され、次いでＬＥＤ４は電子回路３から供給された電力で発光する、そして電源スイッチ１４のレバ−を放せば電池からの電力の供給は停止する。
また電源スイッチ１４のレバ−を前方に倒せば連続点灯となり、使用者はその時の状況で選択することが可能である。そしてこのピストル形をした可搬型の装置のＬＥＤ部を新生児、乳幼児の側頭部にあてＬＥＤを発光させれば、その透過光は反対側に達するので水頭症等の診断に役立ち、このＬＥＤからの発熱は僅かであるので今まで使用されている白熱灯を使用した機器による発熱の結果の苦痛を与えることがない。

またピストル形にこだわる必要は無いので図７に示す直線形にしてもその目的を達することは可能である。

前記本発明を実施するための第１の形態と第２の形態の相違点は次の通りである。

第１の形態は前述の如く注射針を血管に挿す場合、透過性能が優れた可視光の中の赤色を利用し血管の位置を見やすくして注射針を目的の部位に挿し易くするための補助具としての役目であるが、第２の形態は医師が診断に利用するための診断装置であり、そのために携帯用、可搬型にした点にある。

本発明は小児科のある医院や病院などの治療及び検査診断に必要な器具として利用されることが期待できる。そしてもっと高出力の赤色ＬＥＤの製造も半導体メ−カ−では開発中なので生体組織が未完成な新生児、乳幼児だけではなく成人に対しての利用の可能性も有り、直接目視が出来る可視光線である赤色ＬＥＤの特徴を生かした高出力のＬＥＤをを利用すれば赤外線利用の機器とは別の利用方法が考えられより簡便な機器が開発できる可能性がある。

また人体だけではなく本装置は犬や猫などの動物の診断に利用することも可能であり獣医師に利用されることも期待できる。

本発明を実施するための最良の第１の形態の斜視図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のＬＥＤ部の要部説明図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の使用状態の説明図。 本発明を実施するための最良の第２の形態の斜め前からの斜視図。 本発明を実施するための最良の第２の形態の斜め後ろからの斜視図。 本発明を実施するための最良の第２の形態のＬＥＤ部の要部説明図。 本発明を実施するための最良の第２の別の形態の斜視図。 本発明を実施するための最良の第２の形態の使用状態の説明図。 ＬＥＤの発光スペクトル例と人の目の視感度特性図

符号の説明

１ ケ−ス ２ 電 池
３ 電子回路 ４ ＬＥＤユニット
５ 腕 部 ６ 放熱板
７ 押しボタン ８ 回転ツマミ
９ 表示用ＬＥＤ １０ 被検者の腕部
１１ クッションカバ− １２ ＬＥＤチップ
１３ 電池ケ−ス １４ 電源スイッチ
１５ スライドつまみ １６ 放熱器
１７ 筒形クッションカバ−

Claims (6)

1. 電子回路と電池を収納した収納箱の側面から伸ばした一体形又は分離形にした腕部の先端部に上方に照射方向を固定した可視赤色系発光ダイオ−ドユニットを取りつけ、電子回路によって決められた定格電力を電池から供給して発光ダイオ−ドを発光させ、この発光した可視光線を透過光として利用する事により血管認識および水頭症などの医療診断に利用することを可能とする可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
2. 電池から供給される電力によって発光する発光ダイオ−ドの光量を可変にするための電子回路を内蔵した請求項１に記載の可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
3. 発光ダイオ−ドユニットに、中央部に規定された円形穴を開けたクッション材を使用したカバ−を被せたことを特徴とする請求項２に記載の可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
4. 発光ダイオ−ドユニットに被せたカバ−を器具を使用することなく脱着可能にしたことを特徴とする請求項３に記載の可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
5. 電子回路と電池を収納した筒形のケ−スの上部から横に伸ばした腕部の先端部に同一方向に照射方向を固定した可視赤色系発光ダイオ−ドユニットを取りつけて電子回路によって決められた定格電力を電池から供給して発光ダイオ−ドを発光させ、ダイオ−ドユニットに筒形のクッション材を使用したカバ−を被せ装置全体を携帯用可搬型とした事を特徴とする可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。
6. 電子回路と電池を収納した筒形のケ−スの側面に伸びた腕部の先端部に直角に可視発光ダイオ−ドユニットを取りつけたことを特徴とする請求項５に記載の可視赤色系発光ダイオ−ド照射器。

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