JP4648329B2 - 血管位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体内部に照射した光の散乱光を観察することにより、血管の位置を肉眼にて確認しつつ注射等を行うための血管位置検出装置に関するものである。

採血や点滴も含む人体の血管への注射は、医療現場で高頻度に行われている行為であり、通常は、指触によって血管の位置を確認した後に注射を行っている。しかし、血管の太さ、血管の強度、血管の柔軟性等は患者の体質、病状、年齢等によって異なっており、医師、看護士等の医療行為を行う医療従事者といえども、人体の血管の位置を迅速かつ正確に確認することは容易ではなかった。とりわけ、医療経験が充分でない医療従事者が注射を行う場合には、血管の位置を正確に確認し難い場合があり、注射針（中空針）を血管に正確に刺すことができず、何度も刺し直さなければならなかったり、薬液が血管外に漏れたりする等の不都合が発生する問題があった。

これらの問題に対して、人体内部に光を照射して、血管の位置を確認する方法が試みられている。例えば、特許文献１にはスコープ状の装置を用いて人体の血管を観察し、その血管の上の皮膚表面にマークを付け、装置を取り除いた後に注射を行う方法が提案されている。また、特許文献２には撮像素子を介してモニターに表示された画像を観察しながら注射を行う方法が提案されている。
特開２００３−０５２６９９号公報 特開２００４−２３７０５１号公報

特許文献１に記載された方法は、実際に中空針を刺す時点では、肉眼で血管を確認していないという欠点がある。特許文献２に記載された方法は、モニターで血管位置を確認するため視界と手元が一致しないという欠点があり、これらはいずれも充分に満足できる方法ではなかった。

本発明の目的は、人体の血管の位置を容易に確認できる装置であり、かつ、血管を肉眼にて確認しつつ注射を行うことのできる装置を提供することにある。

本発明者らは、上記問題点を解消するために鋭意研究した結果、本発明に到達した。本発明の血管位置検出装置は、被験者の皮膚に接触させて血管の位置を視認により検出するための血管位置検出装置において、該血管位置検出装置が、孔部を有する可撓性の平板形状の基板と、基板の一方の面における孔部周囲に配置された複数個の光源とを含むことを特徴とする。

本発明における血管位置検出装置の基板中央の孔部の空間から皮膚を観察すると、可視領域の光による皮膚内部からの散乱光を背景にして血管が影となり、血管の位置を肉眼にて確認することが可能である。これにより、人体の血管の位置を容易に確認でき、血管を肉眼で確認しながら注射をすることができるので、注射針を何度も刺し直さなければならなかったり、薬液が血管外に漏れたりする等の注射を行う際に発生する不都合を低減できる。

本発明による血管位置検出装置の基板は環状であることが好ましいが、とりわけ、円形、楕円形、多角形のいずれかの環状であることが好ましく、特に６角形、７角形または８角形が好ましい。さらに、基板は、環状の一部が開放されたもの、またはＵ字形でもよい。このような形状であれば、例えば点滴の際に、注射針を刺したままで、血管位置検出装置を取り外すことが可能になる。

本発明による血管位置検出装置の基板は、人体に固定できるようになっていることが好ましい。そのためには、基板を、人体の所定位置に固定するためのバンドの形状にしてもよく、また基板を人体の所定位置に密着させる取付手段を更に設けてもよい。取付手段は、人体の所定位置に固定するためのバンド、または、基板の光源側の面に接着されている粘着シートであってもよい。

本発明による血管位置検出装置においては、孔部の孔の最大幅が２０〜４０ｍｍであることが好ましく、光源の数は、１０〜６０個が好ましく、２０〜４５個が更に好ましい。
前記光源は、前記孔部の周囲に概ね等間隔で配置されることが好ましい。このように配置されると、とりわけ上記の個数の光源を有する場合には、必ず光源の列の一部が血管を横切るようになる。

さらに、光源は、発光ダイオードであることが好ましく、該発光ダイオードは、ダイレクトボンディングにより製造されたものであることが好ましい。
光源は、ピーク波長が４００〜８００ｎｍ、とりわけ５５０〜８００ｎｍ、最適には５８０〜６２０ｎｍにある単色光源が好ましい。光源は、ピーク波長の異なる２種類以上の単色光源を有していてもよいが、その場合には、血管位置検出装置が、光源を切り替えるスイッチをさらに備え、それにより、いずれか１種類の単色光源を点灯する場合と、２種類以上の単色光源を任意に組み合わせて点灯する場合とが選択可能になっていることが好ましい。
光源は、２５０〜８００ミリカンデラの輝度を有する光を発光するものが好ましい。光源は、６０度〜１８０度の指向特性を有することが好ましい。

本発明による血管位置検出装置は、光源の輝度を調整するために制御回路を含むことが好ましい。
また、本発明による血管位置検出装置は、更に遮光壁を具備し、それにより、皮膚表面で反射された光源光が遮蔽されるようになっていることが好ましい。基板の孔部および外周部から、基板と皮膚の隙間を通して反射光が漏れると、反射光は、皮膚内部からの散乱光よりも強度が大きいので、散乱光による血管の検出が困難になる。そのため遮光壁により、反射光の漏出を防ぐことが血管検出に有利である。遮光壁は、光源の列を取り囲むように設けてもよく、また、各光源毎に光源を取り囲むように設けてもよい。

とりわけ、遮光壁は、基板と概ね同形の環状形状を有する上面部と、上面部の外周部および内周部から下方に延在する側面部とからなり、遮光壁の上面部が基板上面の上に位置し、遮光壁の側面部が基板および光源の側方に位置して、基板全体を覆うように構成されているものが好ましい。
ここで、基板から見て、光源の設けられた方向を下方、その反対の方向を上方という。

本発明による血管位置検出装置は、被験者の皮膚に密着させるためには、基板が可撓性であることに加えて、人体の所定の取り付け位置の形状に適合させて予め曲面に成型されていることが好ましい。基板が、絶縁性を有する有機樹脂であることが好ましく、ポリイミド樹脂であることが特に好ましい。被験者の皮膚への密着性向上のためには、基板は薄いことが好ましく、とりわけ、基板の厚さが０．１〜２ｍｍであることが好ましい。

本発明による血管位置検出装置は、少なくとも皮膚に接触する表面血管位置検出装置の表面を、使い捨て可能な保護シートで覆うことが好ましい。保護シートにより、血液や薬剤が血管位置検出装置に付着することが防止できる。

本発明による血管位置検出装置は、血管位置検出装置を皮膚に押し当てると前記光源が点灯するようになっている接触スイッチを備えることが好ましい。
本発明による血管位置検出装置は、前記基板に、前記孔部を覆って外からの光を遮断するカバーを備えることが好ましく、そのカバーは、折りたたみ可能、開閉可能、または着脱可能であることが好ましい。
血管位置検出装置の使用に際しては、人体の任意の部位に固定するために、片手で把持可能であることが好ましく、そのため、血管位置検出装置の幅が１００ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明による血管位置検出装置は、基板の下面（光源が設けられた側の面）および光源が、透明な有機樹脂により被覆（封止）されていることが好ましい。この有機樹脂は、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂から選ばれることが好ましいが、他の樹脂を用いてもよい。光源および基板の下面は、人体に接触するため、血液等の汚染物が付着しやすいが、このような透明有機樹脂で被覆することにより、基板および光源をこれらの汚染から保護することが可能になる。このように被覆すれば、有機樹脂に汚染物が付着しても、容易に除去することができる。

本発明でいう「注射を行う」という行為は、血管に中空針を穿刺して薬液を注入する行為（注射）、血管に中空針を穿刺して血液を採取する行為（採血）、血管に中空針を穿刺して長時間に渡って連続的に薬液を注入する行為（点滴）等の、血管に中空針を穿刺して行う医療行為の全てを含む。

以下、本発明を図面に基いて詳細に説明する。これらは、本発明を具体化するために例示するものであって、本発明を特定するものではない。
図１Ａに本発明に係る血管位置検出装置１の基板２および該基板に設けられた光源４の一例を示す。基板２は、円環形状を有する可撓性の平板であって、その中央部には孔部３が形成されている。孔部の周囲には、複数の光源が設けられている。基板２を、被験者の注射を行うべき所定位置に接触させ、孔部３の空間を通して、血管の位置を肉眼で観察しながら注射を行うことができる。そのため、孔部の内径は２０〜４０ｍｍであることが好ましい。血管を視認しながら注射を行うための必要な領域広さを確保するためである。

光源の数は１０〜６０個であることが好ましく、さらには２０〜４５個であることがより好ましい。血管の視認だけであれば輝度の高い光源がひとつでも可能であるが、血管を視認しながら注射を行うためには、皮膚１１の内部の照明領域１０を効率良く照らさなければならないため（図３参照）、前記の光源数が必要である。

基板２の形状は、円環形状に限定されず、どのような形状でもよく、例えば、楕円形、多角形などの環状のもの、または、環状の一部が開放されたものとすることができる。図１Ｂに八角環の基板、図１Ｃに円環の一部を開放した基板、図１Ｄに八角環の一部を開放した基板を示す。

図２は、環状の一部が開放された基板形状を有する血管位置検出装置を用いて、点滴のような輸液管８の接続された中空針７を被験者の腕に注射している様子を示す。基板の皮膚に接する面に設けられた光源からの光により、孔部３の空間に血管６が明確に見えている。中空針７を血管に確実に穿刺できる。基板の一部が開放されているため、血管６に輸液管８の接続された中空針７を穿刺し固定したまま、血管位置検出装置１を取り外すことが可能である。

図３に光源によって照明される領域を示す。本発明は、皮膚内部で散乱した光による照明領域１０内で、血液が光を吸収するために血管が影となって見える現象を利用している。

本発明の一具体例によれば、人体の所定位置に固定するためのバンドの形状であってもよい。図４に、このような形態の血管位置検出装置１を使用して注射器１２により血管６に注射を行っている状況を示す。血管位置検出装置１は、バンド形状の基板２と、基板２に設けられた窓の形態をした孔部３を有し、図には示されていないが、窓の周囲に複数の光源が設けられている。このバンド形状の基板２は、被験者の腕に固定され、観察者は、片手で基板を保持する必要がないので、両手を用いて注射を行うことができる。

本発明の他の具体例によれば、上記のように基板自体がバンドではなく、血管位置検出装置を被験者の所定部位に固定するための取付手段を備えることができる。このような構成でも、上記のとおり、観察者が両手を用いて注射を行うことができる効果が得られる。取り付け手段は、例えば、基板の皮膚と接触する面に取り付けられた粘着シート、所定部位に固定するためのバンドなどが例示される。

図５Ａおよび図５Ｂに取付手段としてバンドを使用した例を示す。一部が開放された環状八角形の基板には、面ファスナー１５を備えた伸縮可能なバンド１４が連結されており、基板を被験者の所定位置に固定できるようになっている。バンドによる固定の際には、バンドを強く引きすぎると、血管位置検出装置本体に負担がかかり破損するおそれがあるため、バンド１４の一部に張力緩和機構１６をさらに設けても良い。
別の取付手段として、円弧状の腕輪であって、弾力によって変形させて腕にはめるものでも良い。

図６に取り付け手段としてバンドを用いた変形例を示す。この例では、血管位置検出装置１は、人体の所定部位に固定するとともに静脈の血流を抑制するためのバンド１と、Ｕ字形の基板（窓）２と、基板の内側部分、すなわち孔部３の周辺部に位置し人体と接触する面に配置された複数の光源（図示せず）とを有する。バンド１は人体の所定部分、とりわけ腕に固定のために十分な長さを有している。

本発明に係る血管位置検出装置の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。消費電量が少ないため、乾電池や蓄電池を電源として使用でき、そのため血管位置検出装置の小型化、携帯化が可能となる。また、発熱量が少ないため人体に接触しても、光源自体の温度が高くならず、皮膚に接触させても被験者が熱さを感じることはなく、火傷を負わす懸念もないという利点がある。

ＬＥＤは、ダイレクトボンディングにより製造されたものが好ましい。ダイレクトボンディングによるＬＥＤは、一般的な砲弾型のＬＥＤに比べて、形状がより薄くなるため皮膚との密着性が高くなり、そのため照射角度も広くなるため、皮膚内部に効率よく光が侵入する。

本発明に係る血管位置検出装置の光源は、可視領域（波長４００〜８００ｎｍ）の単色光源を用いるが、特に黄色光から赤色光（波長５５０〜８００ｎｍ）の単色光源を用いることにより、血管のコントラストが明確に視認されるので好ましい。さらに好ましくは、光源のピーク波長が５８０〜６２０ｎｍの単色光源を用いることである。

また、ピーク波長の異なる２種類以上の単色光源を備えておき、いずれか１種類の単色光源を点灯する場合と、２種類以上の単色光源を任意に組み合わせて点灯する場合とを、切り替えることができるようにすることで、皮膚の色や質などの個人差にも幅広く対応できる。このような構成の場合に、多くの光源を配置するため、図１Ｅに示すように、１ヶ所の樹脂の内部にピーク波長の異なるＬＥＤ素子（４Ａ、４Ｂ）を複数種類封入したものを用いてもよい。

光源は血管を視認するために充分な輝度を有すればよいが、通常は、２５０〜８００ミリカンデラ（ｍｃｄ）の輝度を有するものが使用される。LEDに使用する電流は、少なければ充分な輝度が得られず、多すぎれば発熱が強まり被験者に不快感を与えるため、輝度と発熱の兼ね合いを考慮すると、電流値は１４〜１８ｍＡが適している。

さらに、光源は、皮膚表面に照射した光が、効率的に人体内部に侵入し散乱することが望ましいため、６０度〜１８０度の指向特性を有するものが好ましい。
光源の光量が不充分な場合は光源から離れた部分が暗くなり血管の位置が不明確になるので、光源の配置を基板の形状に合わせて一重に配置するだけではなく、二重あるいは三重に配置して、視野内の光量を確保することもできる。このようにすると、孔部の空間から見える皮膚は、散乱光によって明るくなり、明確に血管の位置を確認できる。

さらに、本発明による血管位置検出装置には、光源の輝度を調整する制御回路を設けることが好ましい。光源の輝度を調整する制御回路を設けることにより、適宜、光源の輝度を増減させることが可能になる。制御回路による制御は、電流量を変化させるものでも、配置された複数個の光源のうち点灯する個数を変化させるものでもよい。

光源を配置するにあたっては、光源の列の一部が血管を横切るように配置することが好ましい。仮に、光源が直線状に並ぶとすると、光源の直下は明るいが、離れるほど暗くなる。図７Ａに示すように、光源４の列が血管６と平行になると、光の弱い部分に血管が隠れるようになり、視認し難い状況が起こり得る。他方、図７Ｂに示すように、光源４の列の一部が血管６を横切るように配置すれば、少なくとも光源４の直下の部分で血管６の識別が可能になる。（図では光源４の位置を示すため図示しているが、実際には光源４は皮膚と接触する面に設置される。）
光源が基板の孔部の周囲に沿って概ね等間隔に配置される（図１Ａ〜図１Ｄ参照）と、血管位置検出装置がどのような向きで置かれても、血管が光源の列を横切るようになり、血管位置の検出が確実に行える。

図８に、皮膚に接触した光源からの光の進行の一例を示す。光が皮膚に垂直に近い角度で当たると、皮膚表面での反射は少なく、皮膚内部へ進行する割合が大きいが、光と皮膚の角度が浅くなると、皮膚表面で反射される割合が大きくなる。光源４から照射された光が皮膚１１の表面で反射すると、反射光の強度が大きいため、視野が明るくなりすぎて、皮膚内部からの散乱光に含まれる血管の位置情報が識別できないという問題が発生する。

これを防ぐため、図９に示すように、光源４の上方及び側方に、皮膚表面からの反射光を遮断するための遮光壁９を設けることができる。これによって、皮膚表面からの反射光は、遮光壁９により閉じ込められ、観察者の目に届くことがなく、観察者は主に皮膚内部からの散乱光を観察できるので、正確な血管の位置の確認が可能になる。
遮光壁は、反射光が、遮光壁と皮膚で囲まれた光源を含む空間から漏れないようにできれば、どのように配置してもよい。

このような遮光壁の材質は、光源から照射される光の漏れを確実に防ぐことが求められるため、皮膚と隙間無く密着するように、弾力性を有するものが望ましい。使用される材質としては、シリコーンゴムやポリウレタンゴムが例示される。

皮膚表面からの反射光を軽減するためには、図１０に示すように、光源４が皮膚１１を窪ませるように、血管位置検出装置を強く皮膚に押しつけて密着させることもできる。光源と皮膚との間の空気の層をなくすことで、皮膚の表面での反射を減らし、光が効率よく皮膚内部に照射され、コントラストが良くなり、血管の識別が容易になる。

光源の形状や材質によっては、強く押しつけすぎると被験者に不快感を与えるので、図１１に示すように、前記の遮光壁６と併用することも有効である。図１１に示す例では、遮光壁の下端と、光源の下端を同じ水準の位置にすることにより、皮膚に押し付けられて、遮光壁がその弾性のために撓む分だけ、光源が皮膚に押し入ることができる。光源が皮膚を窪ませるべき深さは、遮光壁の下端の位置と弾性力によって決定することができる。

血管位置検出装置を使用する状況としては、肘から前腕部５にかけての腕を曲げたときに内側になる側の静脈への注射や点滴が最も多い。このような部位で、血管位置検出装置を皮膚に密着させるには、図１２に示すように、使用する部位の局面形状を考慮する必要がある。
基板自体が可撓性を有する材質からなることに加えて、使用される腕の形状にあわせて基板を予め曲面に成形しておくことにより、密着性を高めることができる。

外部への光の漏れを少なくするためには、血管位置検出装置が皮膚と密着するように、装置自体が薄く、変形するものでなければならない。しかし、内部の基板が破損または断線しないように、変形する量を制限することも重要である。他方、注射を行う際には、中空針を抜くときに血管に指を添えて止血するのが通常であるが、血管位置検出装置が厚すぎるとこの作業が行いにくくなる。これらを考慮すると、血管位置検出装置の厚さは０．５〜５ｍｍであることが好ましい。

基板の材質は、血管位置検出装置の薄さと可撓性と強度とを同時に満足させる必要がある。この条件を満たす材質であれば、限定されるものではない。しかし、可撓性を得るために基板は十分に薄くする必要があり、基板のみでは強度が十分でない場合もある。そのため、血管位置検出装置は、基板を補強するための補強板を更に有することができる。補強板としては、ステンレス鋼板等の可撓性の金属板が好ましい。

図１３Ａに補強板を有する血管位置検出装置の一例の部分断面図を示す。
基板２の上面に基板と概ね同じ形状、大きさの補強板１７を配置し、さらにその上から遮光壁９を配置している。遮光壁９は、基板２と概ね同形の上面部および上面部の外周部および内周部から下方に延在する側面部を有したもので、基板の上方から基板に被せるようになっている。他方、基板の下面には、光源および基板下面を被覆する封止材１８が設けられている。封止材１８は、基板および光源を血液や薬液等から保護するものである。この場合は、遮光壁の上面部から封止材の下端までの血管位置検出装置の厚さは、３〜５ｍｍとすることが好ましい。

また、他の血管位置検出装置の例として、図１３Ｂに示すものがあり、この例では、光源４を配置した基板２と補強板１７とを本体内部に一体成型することにより、強度を保ったまま、血管位置検出装置をより薄いものとすることができる。補強板１７は、例えば、基板と同じ形状をした金属板が使用される。

血管位置検出装置の少なくとも皮膚に接する表面を、使い捨て可能な保護シートで覆うことにより、血液や薬液が血管位置検出装置に付着することを防ぎ、衛生面での安全性を高めることができる。保護シートは、使用する度に着脱するものでも、多層の薄膜からなり順次外部の層から剥離させるものでもよい。この保護シートの素材は、一般に使い捨ての滅菌手袋などに使用される素材が使用可能である。

血管位置検出装置を皮膚に押し当てたときに点灯するよう接触スイッチを用いることができる。
注射などを行うのに適した箇所を探すには、血管位置検出装置の位置と方向を変えながら皮膚の表面を移動させる必要がある。その際に光源が点灯したままでは、皮膚表面からの反射光のため目が眩み、観察者の識別能力が低下する。また、血管位置検出装置を動かすたびに手動でスイッチを切り替えていては能率が悪くなる。
そこで、接触スイッチを設け、基板が皮膚に押し付けられると光源が点灯して、皮膚から離れると光が消えるようにできる。接触スイッチは、基板の皮膚との接触面側に設けることが好ましい。

本発明では、図３に示すように、皮膚内部で散乱した光による照明領域１０内で、血液が光を吸収するために血管が影となって見える現象を利用しているので、外部の照明光によって視野が明るい場合には、血管の識別が難しくなる。そのため、図１４ＡおよびＢまたは図１５Ａ〜Ｃに示すように、血管位置検出装置１の上部にカバー１３を設けることができ、観察時に外部からの光を遮断することにより、コントラストが良くなり、血管の識別が容易になる。

カバーの形状は、例えば前腕部に使用する場合には、腕の先端方向は開放されており、注射などの処置を行うために必要な視野と手元を妨げないものとできる。具体的な形状として、蛇腹のような折りたたみ可能なもの（図１４ＡおよびＢ）や、蓋が枢動して開閉可能になっているもの（図１５Ａ〜Ｃ）が例示される。
なお、血管の位置を見つけるまではコントラストの影響が大きいが、ひとたび血管の位置を認識すると、周囲の明るさが多少変化しても見失わないので、カバー１３は、折りたたみ、開閉、及び／又は着脱が可能なものとすることができる。

以上のような本発明に係る血管位置検出装置は、これを人体の所定部位、例えば図２に示すように、肘関節を含む前腕部５に固定し、基板中央の孔部３から観察すると、可視領域の光による散乱光を背景にして血管６が影となり、血管の位置を肉眼にて確認することが可能である。

本発明に係る血管位置検出装置を使用すると、血管の位置を容易に確認でき、かつ、血管を視認しながら注射を行うことができるため、医療行為の熟練者のみならず非熟練者であっても、血管の位置が正確に把握できないがために何度も刺し直したり、薬液が血管外に漏れたりする等の注射を行う際の不都合を低減することができる。

以上に説明した本発明の特徴は、様々な応用例に適用するために、最適な形態に変形し、組み合わせることが可能である。本明細書には明示的には示していなくても、当業者であれば、そのような変形または組み合わせが黙示的に示されていることは理解できよう。

以下、本発明の実施例を説明する。
図１Ａ〜Ｄに示されたような環状円形、環状八角形、ならびに円環および八角形形状の一部を開放した形状の基板をそれぞれ作製し、孔部の周囲に概ね等間隔に光源を配置させた。孔部３の空間は、円形のものでは内径が３０ｍｍ、八角形では対角線長さが３０ｍｍであった。光源４はＬＥＤを１５度ごとに設置した。環状円形の基板では２１個の光源を設けた。ＬＥＤの仕様は、ピーク波長６１５ｎｍの単色光、輝度３００ｍｃｄの砲弾型チップとした。

基板２の内径、外径、上面のそれぞれにシリコーンゴム製の遮光壁９を設けた。血管位置検出装置１を皮膚に押しつけると、遮光壁６は弾力を持つため変形して隙間無く皮膚と密着し、ＬＥＤ（光源４）の先端は皮膚を窪ませた（図１１参照）。ＬＥＤが点灯すると、ＬＥＤの先端部は皮膚と密着して空気の層がないため、皮膚の内部に効率良く光が照射された。一方、皮膚の表面から反射した光は遮光壁によって遮られ観察者の視界には届かなった。
基板中央の空間３から観察すると、赤色光は皮膚内部では散乱するが血液中のヘモグロビンには吸収されるため、皮膚１１内部の散乱光による照明領域１０の中で、血管６は影となって識別することができた。

従来は血管が見えにくい場合や、血管が細い場合には、触感を頼りにするしかなかった。さらに、血管が硬い場合や細い場合には、針を刺そうとしてもずれてしまうため、血管の分岐している箇所に注射を行うことがあったが、本発明の血管位置検出装置を用いると、血管を視認しながら注射を行うことができるため、確実に血管を捉えることができた。

本発明に係る血管位置検出装置の異なる実施例を図１６ＡおよびＢに基いて説明する。実施例１と重複する内容は省略する。
血管位置検出装置１の基板２は八角環の一辺を除いた形状であり、基板中央の空間３の対角線長さが３０ｍｍ、光源４はＬＥＤを一辺に３ヶ所ずつ、合計２１ヶ所に配置した（図１Ｄ参照）。ＬＥＤの仕様は、ダイレクトボンディングにより作製され、１ヶ所の樹脂の内部に、ピーク波長６１５ｎｍのＬＥＤ素子（光源４Ａ）と５８９ｎｍのＬＥＤ素子（光源４Ｂ）を封入した（図４Ｅ参照）。素子の数で数えれば光源は４２個である。ピーク波長の異なる２種類のＬＥＤ素子を使用したため、スイッチの切り替えによって、どちらか一方を点灯させたり、両方同時に点灯させたりすることができる。このような制御は、コントローラ２０により行われる。皮膚の色や質によって、観察しやすい光の波長が異なるため、２種類の波長を備えることで、個人差にも幅広く対応できた。

基板は０．１ｍｍ厚さのポリイミドとし、光源４を配置した基板２に、０．２ｍｍ厚さのステンレス鋼製の補強板１７を接合して、さらに上面部と側壁部を有するポリオレフィンでできた遮光壁を装着させた。また、基板の下面はアクリル樹脂製の封止材で被覆した。その断面は図１３Ａに示したものと同じである。遮光壁の上面から封止材の下端までの厚さは４ｍｍと薄く、皮膚表面の曲面に追従して撓むことができる。

更に、装置には、血管位置検出装置を人体の所定部位に固定するためのバンド１４を備えさせた。バンド１４は、図１６に示すように、八角環の開放された辺を正面として、基板の両側に幅広のゴム・バンドを一体成型により固定し、それぞれの端部に対となる面ファスナー１５を備えている。さらに、バンド１４の一部に張力緩和機構１６を設けることで、バンドを強く引いた際に、装置本体にかかる負荷を軽減させた。

また、蛇腹状の折りたたみ可能なカバー１３を脱着可能に設けており（図１６Ｂ）、外部の照明を遮ることができる。カバーを９０度程度に閉じた状態で観察し、そのまま注射を行うこともカバーを折りたたんで注射を行うことも可能であった。

図１７に本発明に係る血管位置検出装置の異なる実施例を示す。図１６Ａに示した装置との相違は、コントローラが基板２に接続されておらず、バンド１４に組み込まれていることである。図１７のバンドの両端部に制御部２１が設けられていて、ＬＥＤの点灯を制御できるようになっている。制御部２１は、装置を人体に固定する際に結合されて、基板を所定位置に配置できる。その他の構成は、図１６Ａの装置と同じであり、図１６Ｂのカバー１３を装着できるようになっていることも同じである。

上記各血管位置検出装置を、１０人の被験者（男性７人、女性３人）に対して、静脈注射や採血に使用される頻度の高い、肘から前腕部の内側にかけて血管の視認を試みたところ、９人の血管が明確に視認できた。
この中で、肌の色が浅黒い男性ではピーク波長６１５ｎｍ単色光を使用した場合に血管が明確に視認でき、５８９ｎｍ単色光を使用した場合では不明確であるケースと、肌の色が白い女性では逆に、５８９ｎｍ単色光を使用した場合に血管が明確に視認でき、６１５ｎｍ単色光では視認できないケースがあった。

図１Ａは、基板の形状および光源の配置の例を示す概略図である。 図１Ａは、基板の形状および光源の配置の例を示す概略図である。 図１Ｃは、基板の形状および光源の配置の例を示す概略図である。 図１Ｄは、基板の形状および光源の配置の例を示す概略図である。 図１Ｅは、１つの光源にピーク波長の異なるＬＥＤ素子を複数種類封入した例を示す概略図である。 図２は、血管位置検出装置を点滴に使用する概略図である。 図３は、光源によって照明される領域を示す断面図である。 図４は、基板がバンド形状の血管位置検出装置を点滴に使用する概略図である。 図５Ａは、バンド形状の取付手段を有する血管位置検出装置の１例をしめす平面図である。 図５Ｂは、図５Ａの血管位置検出装置の側面図である。 図５Ｃは、図５Ａの血管位置検出装置の使用時の状態を示す概略図である。 図６は、バンド形状の取付手段を有する血管位置検出装置の変形例を点滴に使用する概略図である。 図７Ａは、光源の列と血管が平行になる位置関係を示す平面図である。 図７Ｂは、血管が光源の列を横切る位置関係を示す平面図である。 図８は、皮膚表面からの反射光を示す断面図である。 図９は、遮光壁を設けた場合の皮膚表面からの反射光を示す断面図である。 図１０は、光源を密着させた場合の皮膚表面からの反射光を示す断面図である。 図１１は、遮光壁を設け、かつ、光源を密着させた場合の皮膚表面からの反射光を示す断面図である。 図１２は、使用する部位の形状に合わせた基板の形状を示す断面図である。 図１３Ａは、補強板を有する血管位置検出装置の一例を示す部分断面図である。 図１３Ｂは、補強板を有する血管位置検出装置の他の例を示す部分断面図である。 図１４Ａは、外部からの光を遮断する折りたたみ可能なカバーの折りたたんだ状態を示す斜視図である。 図１４Ｂは、図１４Ａのカバーの広げた状態を示す斜視図である。 図１５Ａは、外部からの光を遮断する開閉可能なカバーの閉じた状態を示す斜視図である。 図１５Ｂは、図１５Ａのカバーを半開させた状態を示す斜視図である。 図１５Ｃは、図１５Ａのカバーをほぼ完全にあけた状態を示す斜視図である。 図１６Ａは、本発明に係る血管位置検出装置の実施例を示す概略図である。 図１６Ｂは、図１６Ａの血管位置検出装置に取り付けられる脱着可能なカバーを示す概略図である。 図１７は、本発明に係る血管位置検出装置の他の実施例を示す概略図である。

Claims (37)

1. 被験者の皮膚に接触させたまま血管の位置を肉眼で確認しつつ注射を行うための血管位置検出装置において、該血管位置検出装置が、注射を行う際に注射針を通過させるための孔部を有する可撓性の平板形状の基板を有し、前記基板の一方の面の孔部周囲に、複数個の光源が配置されている、血管位置検出装置。
2. 前記基板が環状である請求項１に記載された血管位置検出装置。
3. 前記環状の基板が、円形、楕円形、多角形のいずれかである請求項２に記載された血管位置検出装置。
4. 前記基板が、円形、楕円形、多角形のいずれかの環状の一部が開放されたものである請求項１に記載された血管位置検出装置。
5. 前記基板が、Ｕ字形である請求項４に記載された血管位置検出装置。
6. 前記基板が、人体の所定位置に固定するためのバンド形状である請求項１に記載された血管位置検出装置。
7. 前記基板を人体の所定位置に密着させる取付手段を更に有する請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
8. 前記取付手段が、人体の所定位置に固定するためのバンドである請求項７に記載された血管位置検出装置。
9. 前記取付手段が、基板の光源側の面に接着された粘着シートである請求項７に記載された血管位置検出装置。
10. 前記孔部の孔の最大幅が２０〜４０ｍｍである請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
11. 前記光源の数が、１０〜６０個である請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
12. 前記光源の数が、２０〜４５個である請求項１１に記載された血管位置検出装置。
13. 前記光源が、前記孔部の周囲に概ね等間隔で配置された請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
14. 光源が、発光ダイオードである請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
15. 発光ダイオードが、ダイレクトボンディングにより製造されたものである請求項１４に記載された血管位置検出装置。
16. 光源が、ピーク波長が４００〜８００ｎｍにある単色光源である請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
17. 光源が、ピーク波長が５５０〜８００ｎｍにある単色光源である請求項１６に記載された血管位置検出装置。
18. 光源が、ピーク波長が５８０〜６２０ｎｍにある単色光源である請求項１７に記載された血管位置検出装置。
19. 光源が、ピーク波長の異なる２種類以上の単色光源を有する請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
20. 前記血管位置検出装置が、光源を切り替えるスイッチをさらに備え、それにより、いずれか１種類の単色光源を点灯する場合と、２種類以上の単色光源を任意に組み合わせて点灯する場合とが選択可能になっている請求項１９に記載された血管位置検出装置。
21. 光源が、２５０〜８００ミリカンデラの輝度を有する光を発光する請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
22. 光源が、６０度〜１８０度の指向特性を有する請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
23. 光源の輝度を調整する制御回路をさらに含む請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
24. 血管位置検出装置が、更に遮光壁を具備し、それにより、皮膚表面で反射された光源光が遮蔽されるようになっている請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
25. 前記遮光壁が、各光源の上方及び側方周囲に設けられている請求項２４に記載された血管位置検出装置。
26. 前記血管位置検出装置が、人体の所定の取り付け位置の形状に適合させて、予め曲面に成型されている請求項１から請求項２５までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
27. 前記基板が、絶縁性を有する有機樹脂により構成されている請求項１から請求項２６までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
28. 前記基板の厚さが０．１〜２ｍｍである請求項１から請求項２７までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
29. 血管位置検出装置の少なくとも皮膚に接触する表面が、使い捨て可能な保護シートで覆われている請求項１から請求項２８までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
30. 血管位置検出装置を皮膚に押し当てると前記光源を点灯させるようになっている接触スイッチを備える請求項１から請求項２９までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
31. 外からの光を遮断するカバーを備える請求項１から請求項３０までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
32. 前記カバーが、折りたたみ可能である請求項３１に記載された血管位置検出装置。
33. 前記カバーが、開閉可能である請求項３１に記載された血管位置検出装置。
34. 前記カバーが、着脱可能である請求項３１から請求項３３までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
35. 前記血管位置検出装置の幅が１００ｍｍ以下であり、それにより片手で把持可能になっている請求項１から請求項３４までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
36. 前記基板の下面と前記光源とが、透明な有機樹脂により封止されている請求項１から請求項３５までのいずれか１項に記載された血管位置検出装置。
37. 前記有機樹脂が、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、およびウレタン樹脂から選ばれる請求項３６に記載された血管位置検出装置。