JP2016179053A - 血管穿刺用補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】穿刺を簡単にかつ確実に行うことができる血管穿刺用補助装置を提供する。【解決手段】被術者の血管周辺領域を含む患部Ｃに超音波を送受信し血管周辺領域の画像情報を取得する超音波プローブ２０と、患部Ｃに配置されるシートＳと、超音波プローブ２０で取得した超音波画像をシートＳに印刷する印刷部３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、血管を穿刺する際に用いられる血管穿刺用補助装置に関するものである。

経皮的心肺補助を行う際、大腿動脈へのカニュレーションの挿入が必須の手技になる。現状、大腿動脈へのカニュレーションの挿入手技の難易度が高く、難易度を下げるために、Ｘ線透視下での手技が病院で行われている。
しかしながら、救急搬送された患者でＸ線透視下での手技をしたくても、救急処置室は放射線管理区外のことが多く、Ｘ線透視なしの手技を余儀なくされている。

Ｘ線透視を利用しないで、カニュレーションをするための装置として、カテーテルの血管内留置のための統合システムがある（特許文献１）。
特許文献１の従来例は、カテーテルの血管内への導入に先立って患者の体内部分を超音波プローブで撮像し、撮像された画像をディスプレイで表示させるものである。

特表２０１１−５０４７６６号公報

特許文献１の従来例では、Ｘ線透視下でなくても、超音波プローブで撮像した画像を見ながら穿刺を行えるが、医師等は、ディスプレイと患部との双方を交互に見ながら穿刺しなければならないので、その手順が煩雑となり、穿刺が不確実となる課題がある。

本発明の目的は、穿刺を簡単にかつ確実に行うことができる血管穿刺用補助装置を提供することにある。

本発明の血管穿刺用補助装置は、穿刺部材で穿刺しようとする被術者の血管周辺領域を含む患部に超音波を送受信し前記血管周辺領域の画像情報を取得する超音波プローブと、前記患部に配置されるシートと、前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記シートに印刷する印刷部と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、超音波プローブで患部の血管周辺領域の画像情報を取得し、この画像情報が印刷部に送られる。印刷部では、超音波プローブで取得した超音波画像をシートに印刷する。シートは患部に配置されているので、医師等は、シートに対して直接、穿刺することができる。
そのため、医師等は、穿刺するにあたり、ディスプレイを見ることなく、患部のみを見ればよいから、穿刺を簡単に行うことができるとともに、穿刺の確実性が向上する。

本発明の血管穿刺用補助装置において、前記印刷部で超音波画像が印刷された前記シートを前記患部に貼付する貼付部を備え、前記貼付部は、前記印刷部で前記画像情報が印刷された前記シートを前記超音波プローブで取得された位置に同期させる構成が好ましい。
本発明によれば、超音波画像が印刷されたシートが患部に貼付され、このシートの画像情報が印刷された位置に超音波プローブで取得された位置が一致することになるので、穿刺をより確実に行うことができる。

本発明の血管穿刺用補助装置において、前記印刷部で用いるインクと前記シートとは、それぞれ生体適合性を有する構成が好ましい。
本発明によれば、穿刺に際して、仮に、シートの切れ端やインクが体内に入っても、人体への影響が少ない。

本発明の血管穿刺用補助装置において、前記超音波プローブは、前記血管周辺領域の深さ方向と交差する方向の第一情報と前記深さ方向の第二情報とを取得し、前記印刷部は、前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記第一情報と前記第二情報とに分けて前記シートに印刷する構成が好ましい。
本発明によれば、深さ方向と交差する第一情報だけでなく、深さ方向の第二情報もシートに合わせて表示されることから、患部に貼付されたシートの正面のみを見て医師等が穿刺を確実に行うことができる。

本発明の血管穿刺用補助装置において、前記第二情報は、前記血管の長さ方向の位置と深さとの関係が数値及びグラフで表示される構成が好ましい。
本発明によれば、深さ情報が数値及びグラフとして表示されるから、医師等は、数値という正確な情報と、グラフという見やすい情報との双方を参照することで、穿刺を正確に行うことができる。

本発明の血管穿刺用補助装置は、穿刺部材で穿刺しようとする被術者の血管周辺領域を含む患部に超音波を送受信し前記血管周辺領域の画像情報を取得する超音波プローブと、前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記患部に印刷する印刷部と、前記超音波プローブで画像情報が取得された位置に前記印刷部で超音波画像を印刷する位置を一致させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、印刷部により、超音波画像を患部に直接印刷するので、シートを貼付する手間が省け、装置の構造を簡易なものにできる。

本発明の第１実施形態にかかる血管穿刺用補助装置が患部に設置された状態の概略を示す平面図。 血管穿刺用補助装置の内部構造を示す概略図。 制御装置のブロック図。 （Ａ）は超音波プローブの超音波照射部の概念図、（Ｂ）は断面画像データを積層した状態を示す概念図。 印刷部により、印刷された超音波画像を示す平面図。 本発明の第２実施形態にかかる血管穿刺用補助装置の内部構造を示す概略図。 制御装置のブロック図。 本発明の第３実施形態にかかる血管穿刺用補助装置の内部構造を示す概略図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１から図５に基づいて説明する。
図１には、第１実施形態にかかる血管穿刺用補助装置が患部に設置された状態が示されている。
図１において、血管穿刺用補助装置１は、医師等が血管周辺領域Ｅにある血管Ｂに図示しない穿刺部材（例えば、留置針）を正確に穿刺するために利用されるものである。図１において、血管周辺領域Ｅは、患者の大腿部にある患部Ｃであるが、血管穿刺用補助装置１を利用できる患部は限定されない。
血管穿刺用補助装置１は、持ち運びが自在である。使用時には、医師等が被術者の血管周辺領域Ｅを含む患部Ｃに血管穿刺用補助装置１を配置し、矢印Ｐ方向に沿って移動させる。

図２には、血管穿刺用補助装置１の内部構造が示されている。
図２において、血管穿刺用補助装置１は、患部に貼付されるシートＳと、ケーシング１０と、ケーシング１０にそれぞれ設けられた超音波プローブ２０、印刷部３０、貼付部４０及び制御装置５０とを備える。
超音波プローブ２０は、血管周辺領域Ｅを含む患部Ｃに超音波を照射するとともに、血管周辺領域Ｅから反射された超音波を受けるものであり、その一部がケーシング１０から露出されている。
超音波プローブ２０は、リニア走査型やコンベックス走査型のいずれを用いることもできるが、本実施形態では、直線的に超音波を奏して設置表面付近を大きく視認でき、かつ、進退との接触面積が略平坦なリニア走査型プローブが用いられる。

印刷部３０は、超音波プローブ２０で取得した超音波画像をシートＳに印刷するものであり、インクを収納するタンク３１と、タンク３１に収納されたインクをインクジェット方式で噴射する噴射部３２と、噴射部３２を制御する印刷制御部３３とを有する。
インクとシートＳとには、それぞれ生体適合性を有する材料が使用されている。
生体適合性を有する材料として、体内に吸収されても問題のない材料、例えば、生物医学用分解性ポリマーのセルロースやポリグリコール酸等を例示できる。

貼付部４０は、印刷部３０で超音波画像が印刷されたシートＳを血管周辺領域Ｅに貼付するものであり、シートＳを患部Ｃの表面に送るシート送り部４１を有する。なお、本実施形態では、シートＳの患部Ｃの表面への貼り付けを確実にするために、シート送り部４１を患部Ｃに向けて押圧する押圧部材を必要に応じて設けるものであってもよい。
シート送り部４１は、駆動ローラ４１Ａ及び従動ローラ４１Ｂと、送りローラ４１Ｃ，４１Ｄと、速度検出ローラ４１Ｅと、を有する。
駆動ローラ４１Ａは、図示しないモーターを備えている。モーターは、制御装置５０からの信号を受け、血管穿刺用補助装置１の移動速度に対応する速度でシートＳを送る。
従動ローラ４１Ｂは、シートＳを挟んで駆動ローラ４１Ａとは対向配置されている。

送りローラ４１Ｃと送りローラ４１Ｄとの間には、印刷部３０が配置されている。
送りローラ４１Ｃは、図示しないシート巻回ローラから超音波画像が印刷されていないシートＳを送りローラ４１Ｄに送るものである。シート巻回ロールは、ケーシング１０に設けられている。
送りローラ４１Ｄは、印刷部３０で超音波画像が印刷されたシートＳを駆動ローラ４１Ａ及び従動ローラ４１Ｂに送る。

ここで、駆動ローラ４１Ａ及び従動ローラ４１Ｂと、送りローラ４１Ｃ，４１Ｄとは、印刷部３０で画像情報が印刷されたシートＳを超音波プローブ２０で取得された位置に同期させるように配置されている。
つまり、駆動ローラ４１Ａ及び従動ローラ４１Ｂから超音波画像が印刷されたシートＳが患部Ｃの表面に接する位置Ｐ０と超音波プローブ２０の血管周辺領域Ｅから反射された超音波を受ける位置Ｐ１との寸法Ｌ１と、シートＳの位置Ｐ０から印刷部３０で超音波画像を印刷する位置Ｐ２との寸法Ｌ２とは同じである。
速度検出ローラ４１Ｅは、ケーシング１０の移動速度を検出するものであり、検出信号が制御装置５０に送られる。

制御装置５０のブロック図が図３に示されている。
図３において、制御装置５０は、送受信部５１、信号処理部５２、画像生成部５３、コントローラ５４及び制御部５５を備えている。制御部５５は、画像生成部５３で生成された３次元の超音波画像の信号を印刷制御部３３に送るとともに、速度検出ローラ４１Ｅからの信号を受けて駆動ローラ４１Ａへ駆動信号を送る。
送受信部５１は、超音波プローブ２０に駆動信号を供給して超音波を発生させる送信部と、超音波プローブ２０からの信号を受信する受信部とを備える。
送受信部５１の送信部は、走査を行うための遅延回路を有する。送受信部５１の受信部は、超音波プローブ２０から出力される信号を増幅するプリアンプ回路、増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路、その他、信号遅延や加算回路等を有する。
信号処理部５２は、送受信部５１の受信部から入力された反射波データを信号処理するための回路である。

画像生成部５３は、画像データを生成する回路であり、信号処理部５２から出力された生データを読み込んで、これを表示用のデータに変換（スキャンコンバージョン処理）し、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）等のレタリング処理を行う。
なお、送受信部５１、信号処理部５２及び画像生成部５３は、コントローラ５４により処理全体が制御されている。また、これら送受信部５１、信号処理部５２及び画像生成部５３は、集積回路などのハードウェアで構成されているが、ソフトウェア的に構成されてもよい。

図４（Ａ）は超音波プローブの超音波照射部の概念図であり、図４（Ｂ）は平面画像を積層した状態を示す概念図である。
図４（Ａ）において、超音波プローブ２０は、超音波を送受信する照射部２０１，２０２，…，２０ｋがライン状に配列されている。これらの照射部２０１，２０２，…２０ｋを有する超音波プローブ２０は矢印Ｐ方向に走査される（図１参照）。
なお、本実施形態の超音波プローブ２０は前述の構成に限定されるものではなく、圧電振動子をマトリックス状に配列した２次元のアレイプローブであってもよい。

図４（Ｂ）は、画像生成部５３で生成されるデータの概略が示されている。
図４（Ｂ）において、画像生成部５３は、超音波プローブ２０から送られる１番目の断面画像データｍ１、２番目の断面画像データｍ２、…、ｋ番目の断面画像データｍｋを時間軸方向へ積層して三次元の超音波画像を生成する。
画像生成部５３では、超音波プローブ２０で取得した三次元の超音波画像から、血管周辺領域Ｅの深さ方向と交差する方向の第一情報Ｓ１と、深さ方向の第二情報Ｓ２とを生成する。

図５には、超音波画像が印刷されたシートＳの平面が示されている。
図５に示される通り、１枚のシートＳには、三次元の超音波画像が第一情報Ｓ１と第二情報Ｓ２とに分けて印刷されている。
第一情報Ｓ１は、三次元の超音波画像のうち超音波プローブ２０から垂直方向の正射映像として表示される血管周辺領域Ｅの平面情報である。正射映像では、原寸大の血管周辺領域Ｅの平面視した画像が表示される。
第二情報Ｓ２は、血管の長さ方向の位置と接触面からの深さとの関係が所定寸法ｄ、例えば、１ｃｍの間隔で数値Ｇ１とグラフＧ２とで表示される血管周辺領域Ｅの深さ情報である。

以上の構成の血管穿刺用補助装置１を用いて、穿刺部材を患部Ｃに穿刺するには、まず、血管穿刺用補助装置１を患部Ｃにセットする。
そして、血管穿刺用補助装置１を作動させるとともに、患部Ｃを移動させる。
まず、送受信部５１が超音波プローブ２０に駆動信号を供給して超音波を発生させる。超音波プローブ２０から超音波が血管周辺領域Ｅを含む患部Ｃに照射され、血管周辺領域Ｅから超音波が反射される。反射された超音波を超音波プローブ２０が受け、制御装置５０の送受信部５１に送られる。

送受信部５１から信号処理部５２に信号が送られ、信号処理部５２で反射波データが信号処理される。さらに、画像生成部５３では、超音波画像情報から第一情報Ｓ１と第二情報Ｓ２とを生成し、印刷制御部３３を介して印刷部３０の噴射部３２に送られる。噴射部３２では、シートＳに第一情報Ｓ１と第二情報Ｓ２とを分けて印刷する。
第一情報Ｓ１と第二情報Ｓ２とが印刷されたシートＳは、患部Ｃの表面に貼付部４０により貼付される。
医師等は、第一情報Ｓ１と第二情報Ｓ２とが印刷されたシートＳを見て、シートＳの上から穿刺部材を用いて穿刺を行う。
穿刺が終了したなら、シートＳを患部Ｃから剥がす。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、次の効果を奏することができる。
患部Ｃの血管周辺領域Ｅの画像情報を取得する超音波プローブ２０と、患部Ｃに配置されるシートＳと、超音波プローブ２０で取得した超音波画像をシートＳに印刷する印刷部３０とを備えて血管穿刺用補助装置１を構成したから、医師等は、穿刺するにあたり、ディスプレイを見ることなく、シートＳが配置された患部Ｃのみを見ればよい。そのため、穿刺を簡単に行うことができるとともに、穿刺の確実性が向上する。
超音波画像が印刷されたシートＳを超音波プローブ２０で超音波画像の情報が取得された位置に貼付部４０により同期させるから、血管周辺領域Ｅの超音波画像の位置と実際の血管周辺領域Ｅの位置とが一致することになり、穿刺をより確実に行うことができる。
印刷部３０で用いるインクとシートＳとがそれぞれ生体適合性を有するから、穿刺に際して、仮に、シートＳの切れ端やインクが体内に入っても、人体への影響が少ない。

超音波プローブ２０で取得した超音波画像は、平面を示す第一情報Ｓ１と、深さ情報を示す第二情報Ｓ２とに分けてシートＳに印刷されるので、平面情報と深さ情報とが１枚のシートＳに表示されることになる。そのため、患部Ｃに貼付されたシートＳの正面のみを見て医師等が穿刺を確実に行うことができる。
第二情報Ｓ２により、血管の長さ方向の位置と深さとの関係が数値Ｇ１及びグラフＧ２として表示されるので、数値Ｇ１という正確な情報と、グラフＧ２という見やすい情報との双方から、穿刺を正確に行うことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。
第２実施形態は、貼付部４０及びシートＳが省略された点が第１実施形態とは異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成は同一符号を付して説明を省略する。
図６には、血管穿刺用補助装置２の内部構造が示されている。
図６において、血管穿刺用補助装置２は、ケーシング１０と、ケーシング１０にそれぞれ設けられた超音波プローブ２０、印刷部３０、速度検出ローラ４１Ｅ及び制御装置６０とを備える。
印刷部３０では、噴射部３２からインクが患部Ｃに直接噴射される。

制御装置６０のブロック図が図７に示されている。
図７において、制御装置６０は、送受信部５１、信号処理部５２、画像生成部５３、コントローラ５４及び制御部６５を備えている。
制御部６５は、画像生成部５３で生成された３次元の超音波画像の信号を印刷制御部３３に送る。なお、制御部６５は、速度検出ローラ４１Ｅからの信号を受けて超音波プローブ２０で超音波画像の情報が取得された位置に印刷位置が一致するように印刷制御部３３に送る信号のタイミングを調整している。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
本発明では、印刷部３０により、超音波画像を患部Ｃに直接印刷するので、シートＳを貼付する手間が省ける。しかも、貼付部４０が省略されるので、第１実施形態に比べて、装置の構造を簡易なものにできる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
第３実施形態は、貼付部４０が省略された点が第１実施形態とは異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。第３実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成は同一符号を付して説明を省略する。
図８には、血管穿刺用補助装置３の内部構造が示されている。
図８において、血管穿刺用補助装置３は、患部に貼付されるシートＳと、ケーシング１０と、ケーシング１０にそれぞれ設けられた超音波プローブ２０、印刷部３０、速度検出ローラ４１Ｅ及び制御装置６０とを備える。ケーシング１０、超音波プローブ２０、印刷部３０、速度検出ローラ４１Ｅ及び制御装置６０の構成は、第２実施形態と同じである。
第３実施形態では、第１実施形態とは異なり、シートＳは、予め、患部Ｃに貼付されている。シートＳを患部Ｃに貼付する方法としては種々の方法がある。例えば、医師や看護師等がシートＳを手で貼ってもよく、機械でシートＳを貼ってもよい。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏することができる他、第１実施形態の構成に対して貼付部４０が省略されるので、装置の構造を簡易なものにできる。

［変形例］
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、第二情報Ｓ２に、血管の長さ方向の位置と深さとの関係を示す数値Ｇ１及びグラフＧ２を表示した構成としたが、本発明では、第二情報Ｓ２を第一情報Ｓ１と同様に画像情報としてもよい。
即ち、ケーシングを患部Ｃの平面と側面とを双方に対向するように門型形状とし、門型形状のケーシングの患部Ｃの平面と側面とにそれぞれ対向する部分に印刷部３０を設ける。患部Ｃの平面に対向配置された印刷部３０は、第一情報Ｓ１のみを患部Ｃの平面のシートＳや患部Ｃに直接印刷し、患部Ｃの側面に対向配置された印刷部３０は、深さを示す第二情報Ｓ２のみを患部Ｃの側面のシートＳや患部Ｃに直接印刷する。
さらに、本発明では、第二情報Ｓ２を省略し、第一情報Ｓ１のみをシートＳや患部Ｃに直接、印刷するものでもよい。

また、前記実施形態では、血管穿刺用補助装置１〜３は、持ち運びが自在の構成としたが、本発明では、血管穿刺用補助装置を床等に固定し、被術者を乗せたベッドを血管穿刺用補助装置１〜３に対して移動させる構成としてもよい。
さらに、前記実施形態では、ケーシング１０の移動速度を検出するために速度検出ローラ４１Ｅを設けたが、本発明では、血管穿刺用補助装置１〜３を常に一定速度で移動できるものであれば、速度検出ローラ４１Ｅを省略することができる。仮に、ケーシング１０の移動速度を検出するための手段が必要であっても、速度検出ローラ４１Ｅに限定されるものではなく、例えば、赤外線センサー、光センサー等を用いることができる。

１，２，３…血管穿刺用補助装置、１０…ケーシング、２０…超音波プローブ、３０…印刷部、４０…貼付部、４１…シート送り部、５０，６０…制御装置、５１…送受信部、５２…信号処理部、５３…画像生成部、５４…コントローラ、５５，６５…制御部、Ｃ…患部、Ｅ…血管周辺領域、Ｓ…シート、Ｓ１…第一情報、Ｓ２…第二情報

Claims (6)

1. 穿刺部材で穿刺しようとする被術者の血管周辺領域を含む患部に超音波を送受信し前記血管周辺領域の画像情報を取得する超音波プローブと、
   前記患部に配置されるシートと、
   前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記シートに印刷する印刷部と、を備えた
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。
2. 請求項１に記載された血管穿刺用補助装置において、
   前記印刷部で超音波画像が印刷された前記シートを前記患部に貼付する貼付部を備え、
   前記貼付部は、前記印刷部で前記画像情報が印刷された前記シートを前記超音波プローブで取得された位置に同期させる
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された血管穿刺用補助装置において、
   前記印刷部で用いるインクと前記シートとは、それぞれ生体適合性を有する
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された血管穿刺用補助装置において、
   前記超音波プローブは、前記血管周辺領域の深さ方向と交差する方向の第一情報と前記深さ方向の第二情報とを取得し、
   前記印刷部は、前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記第一情報と前記第二情報とに分けて前記シートに印刷する
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。
5. 請求項４に記載された血管穿刺用補助装置において、
   前記第二情報は、前記血管の長さ方向の位置と深さとの関係が数値及びグラフで表示される
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。
6. 穿刺部材で穿刺しようとする被術者の血管周辺領域を含む患部に超音波を送受信し前記血管周辺領域の画像情報を取得する超音波プローブと、
   前記超音波プローブで取得した超音波画像を前記患部に印刷する印刷部と、
   前記超音波プローブで画像情報が取得された位置に前記印刷部で超音波画像を印刷する位置を一致させる制御部と、を備えた
   ことを特徴とする血管穿刺用補助装置。

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