JP6411179B2 - 撮像支援装置及び透析装置 - Google Patents
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ラフィ装置を用いて血管に関する画像を撮像することを支援する撮像支援装置であって、血液透析を受ける患者の血液を体外循環させる血液回路を流れる血液の温度を測定する温度センサから、患者の血液温度を取得する血液温度取得手段と、患者の体表面を撮像可能なサーモグラフィ装置から取得した温度分布画像に基づいて、患者の体表面温度を測定する体表面温度測定手段と、記取得された血液温度及び測定された体表面温度に基づいて、体外循環する患者の血液と透析膜を介して接触する透析液の温度調節機構を制御して、血液回路から患者の血管へ導入される血液の温度を、測定された体表面温度と異なる温度に昇降させる温度調節手段とを備える撮像支援装置として例示できる。
§1.血管撮影の原理
概要
実験例
§2.実施形態
システム構成
動作の流れ
作用効果
その他
<概要>
図1は、サーモグラフィを用いた血管撮影の原理を説明するための説明図である。図1には、サーモグラフィ装置T(「サーモアンジオグラフィー装置」や「Thermoangiography System」とも呼ばれる)、撮影対象の血管を有する血液透析を受ける患者P1、及び撮影画像IMが示されている。サーモグラフィ装置Tは、赤外線センサを用いて物体表面の温度分布を取得して画像化する装置である。患者P1の左腕の皮下には、血液透析用の自己血管による内シャントが作製されている。図1では、動脈A1と静脈V1とが吻合部C1で吻合されている。動脈A1の動脈血が吻合部C1から静脈V1に流入し、静脈V1の豊富な血流が確保される。静脈V1は、穿刺が容易な、皮下を走行する皮静脈である。
以上説明したサーモグラフィを用いた血管撮影の原理に沿った実験例として、ゲルを用いた実験例及び正常前腕を用いた実験例を説明する。これらの実験例は、血液透析の患者に関する実験ではないが、血液透析の患者においても、検査や診断に役立つ血管に関するサーモグラフィが得られると思料される。
図2は、ゲルを用いた実験例に係る可視光の写真の例である。写真には、トレイE1に入れられた約37℃のゲルE2、及びゲルE2内を紙面左右に通過するチューブE3が示されている。チューブE3のゲルE2内を通過する部分の中央付近には、狭窄部E31が作製してある。また、チューブE3の狭窄部E31付近は、チューブE3の他の部分よりも浅い位置でゲルE2内を通過するように配置されている。
本来はカラー画像である。
図4は、正常前腕を用いた実験例に係るサーモグラフィの例である。正常前腕の皮静脈を穿刺して、約10℃の生理食塩水を静注すると、図4に示されるサーモグラフィが得られた。当該サーモグラフィには、周囲と異なる色の領域R4がある。領域R4の周囲は、約32℃を示すのに対し、領域R4は、約29.5℃を示す。領域R4は、体温や体表面温と温度差を有したまま皮静脈内を移動する生理食塩水を表している。領域R4によって、皮静脈の位置する領域が撮影されたことになる。なお、黒色の領域R5は、静注に用いられたチューブを表している。
本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を図面に基づいて説明する。本実施形態では、「撮像支援装置」は、透析装置内で透析装置を制御する制御装置として実施される。なお、「撮像支援装置」は、透析装置とは独立した装置として実施されてもよい。また、「温度分布画像」は、サーモグラフィとして説明される。以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的な構成に限定するものではない。本発明を実施するにあたっては、実施の形態に応じた具体的な構成が適宜採用されることが好ましい。
図5は、本実施形態に係る透析装置を含む医療用システムを例示する構成図である。図5(A)には、サーモグラフィ装置1、透析装置2、及び患者Pが示されている。医療用システムは、サーモグラフィ装置1及び透析装置2を有しており、例えば、透析室や個室のベッドサイドに設置される。図5(B)は、透析装置2の外観の一部を示す斜視図である。
の透析装置2は、例えば、1名分の透析液の供給能力を有する透析液供給装置を備えた個人用透析装置である。また、透析装置2は、血液透析のための各種の作業を省力化する透析支援機能として、血液回路及びダイアライザの洗浄等を自動で行う自動プライミング、脱血補助や自動返血等の機能を提供する自動型の透析装置である。なお、透析装置2は、多人数用透析液供給装置及び透析用コンソールを有するものであってもよい。また、透析装置2は、血液透析に加えて血液ろ過も同時に行う装置であってもよい。
加温して温度調節するための透析液加温器29(「透析液の温度調節機構」の一例)を有する。透析液加温器29は、例えばヒータである。なお、透析液加温器29の代わりに、チラーやヒートポンプ等で構成される、加温及び冷却の双方が可能な加温冷却装置が採用されてもよい。
図6は、本実施形態におけるサーモグラフィ装置1、及び透析装置2の制御装置25のハードウェア構成を例示する図である。
、RAM12等に展開された命令及びデータを処理することで、RAM12、補助記憶装置14等を制御する。RAM12は、主記憶装置であり、CPU11によって制御され、各種命令やデータが書き込まれ、読み出される。補助記憶装置14は、不揮発性の補助記憶装置であり、各種プログラム、永続的な保存が求められるデータ等が記憶される。
図7は、透析装置2の制御装置25の主な機能構成を例示する構成図である。透析装置2は、補助記憶装置254に記憶されているプログラムが、RAM252に読み出され、CPU251によって実行されることで、透析装置2を、血液温度取得部F21、体表面温度測定部F22、温度調節部F23、及び録画開始部F24を備えた装置として機能させる。また、制御装置25は、透析装置2を、自動プライミングや自動脱血等の各種の透析支援機能を備えた装置としても機能させる。なお、血液温度取得部F21、体表面温度測定部F22、温度調節部F23、及び録画開始部F24は、それぞれ、「血液温度取得手段」、「体表面温度測定手段」、「温度調節手段」、及び「録画開始手段」の一例である。
本実施形態の医療用システムの主な動作の流れを説明する。なお、説明される内容及び順序は一例であり、内容及び順序には、実施の形態に適したものが適宜採用されることが好ましい。
透析装置2の制御装置25が、血液透析の開始指示を示す操作を、操作部256を介して受け付けると、透析装置2で血液透析が開始される。具体的には、血液ポンプ22が駆動され、穿刺針N1を通って患者Pから脱血された血液が、動脈側血液回路21Aを通ってダイアライザ23へ導かれる。ダイアライザ23を経由した血液は、静脈側血液回路21B、及び穿刺針N2を通って患者Pの血管へ送血される。血液透析が行われている間、このような血液回路21による体外循環が維持される。
図8は、血液温度の自動調節処理の流れを例示するフローチャートである。この流れでは、患者Pの血液透析中に、透析装置2の血液回路21から患者Pへ導入される血液の温度が、患者Pの体表面と基準温度差以上の温度差を有するように調節される。この処理の流れは、透析装置2の制御装置25が、血管に関するサーモグラフィの自動録画を指示する操作を、操作部256を介してユーザから受け付けたことを契機に開始する。当該操作は、例えば、表示部257に表示された指示ボタンの押下である。当該操作を受け付けたことを契機に、透析装置2の制御装置25において、ステップS101〜S105の処理が、短い時間間隔(例えば、1秒間)で繰り返し実行され、血液温度の自動調節が実現することになる。なお、制御装置25がサーモグラフィの自動録画の終了を指示する操作を受け付けた場合に、血液温度の自動調節の処理の流れは終了する。また、当該操作が受け付けられると、後述のサーモグラフィの録画の自動開始の処理も実行される。
差は、サーモグラフィ装置1により撮像される体表面のサーモグラフィにおいて皮静脈等の体表面付近の血管が位置する領域と当該領域の周囲の領域とが明瞭に区別可能となる温度差を生じさせるために、予め定められた値である。基準温度差は、当該血液が導入された体表面付近の血管が位置する領域の体表面の温度を、当該血管を流れる血液からの温熱または冷熱の熱伝導の影響で、十分に変化させることができるだけの値として定められる。基準温度差は、赤外線検出素子の温度分解能、血液や体表面組織等の熱伝導率、温度差のある血液を血管内に供給したときの人体への影響度等を考慮して定められる。なお、透析装置2は、基準温度差の設定値をユーザから受け付けて、当該設定値を基準温度差として用いてもよい。
01では、上述のように温度調節されて静脈側血液回路21B内を流れる血液の温度が取得され、ステップS103では、調節された血液温度に関する判定が行われることになる。
図9は、サーモグラフィの録画の自動開始処理の流れを例示するフローチャートである。この処理の流れは、図8の血液温度の自動調節処理の流れと同様に、透析装置2の制御装置25が、血管に関するサーモグラフィの自動録画を指示する操作を、操作部256を介してユーザから受け付けたことを契機に開始する。この処理の流れは、透析装置2の制御装置25によって、血液温度の自動調節処理の流れと並列または並行に実行される。
以上説明した本実施形態の医療用システムでは、取得された血液温度とサーモグラフィにより測定された体表面温度との温度差が基準温度差に満たない場合に、透析液加温器29が制御され、患者Pの血管へ導入される血液の温度が、体表面温度と基準温度差を有する温度に調節された。そのため、サーモグラフィ装置1が撮像する患者Pの体表面のサーモグラフィにおいて、温度調節された血液が導入された血管が皮下に位置する領域とその他の領域との間に温度差を生じさせ、当該温度差により示される血管の画像を得ることが可能となる。本実施形態では、重篤な副作用を有する造影剤、大型の装置、X線等を用いることを要しなかった。よって、血液透析を受ける患者の血管について、より簡単、安全に血管撮影を行うことができる。特に、本実施形態では、患者Pに導入される血液の温度が体表面温度と基準温度差を有するように自動調節されたので、より容易に、血管が位置する領域が明瞭に示される好適なサーモグラフィを得ることができる。
ことや、血液透析とは別の機会に実施することを要しない。そのため、血液透析の機会に、血管トラブルが起こりやすいシャント等の撮影を簡単に行うことができる。例えば、血液透析の機会に毎回実施することで、血管の状況を頻繁にモニターして、血管トラブルの早期発見に貢献することも可能となる。
(広範囲の血管の画像を得るための使用方法)
本実施形態の医療用システムを使用してサーモグラフィの録画の自動開始がされた後(図9のステップS202の後)、ユーザは、患者Pの穿刺針N2が穿刺された部位よりも体幹側を用手圧迫し、血液を一時的に逆流させてもよい。このようにすることで、温度調節されて患者Pに導入された血液を、シャントの穿刺針N1側や動脈との吻合部、更には吻合された動脈側まで導き、より広範囲に温度差を生じさせて、シャント全体を含む、より広範囲の血管の画像を得ることができる。
これまでの説明において、本実施形態の医療用システムは、透析装置2が患者Pに接続された状態で使用された。透析装置2が患者Pに接続されていない状態においては、サーモグラフィ装置1を患者Pのシャント付近等を撮像するように設置した上で、患者Pの体表面温度と異なる温度の生理食塩水を、注射器やカテーテル等を用いて患者Pの血管内に導入してもよい。このようにすることで、透析装置2が患者Pに接続されていない状況においても、血管に導入された生理食塩水が、サーモグラフィ装置1によって撮像されるサーモグラフィにおいて、血管が皮下に位置する領域とその他の領域との間に温度差を生じさえ、温度差により示される血管の画像を得ることができる。例えば、上述の血管撮影の原理で説明したように、25℃の生理食塩水をシャント作製で吻合された動脈内へ導入すると、患者Pのシャント全体を含む広範囲の血管や血流の状況を観察可能なサーモグラフィを得ることができる。なお、生理食塩水は、静脈等のその他の適切な部位から患者Pの血管へ導入されてもよい。
また、透析装置2が患者Pに接続されて血液透析が実施されているときに、患者Pの体表面温度と異なる温度の生理食塩水を、血液回路21へ適量注入し、血液回路21を介して患者Pの血管へ導入してもよい。当該注入は、例えば、静脈側回路21Bに設けられるニードルレスアクセスポートから行うことができる。また、透析装置2には、温度調節した生理食塩水を静脈側回路21Bへ供給する機構が設けられ、制御装置25が当該機構を制御して、患者Pの体表面温度と異なる温度に調節した生理食塩水を静脈側回路21Bへ供給させてもよい。このような透析装置2によれば、血液透析中における体表面と温度差を有する生理食塩水の患者Pへの導入が支援され、サーモグラフィによる血管撮影をより簡単に行うことができる。
上述の実施形態では、温度調節された血液が、体外循環における送血口である静脈側の穿刺部(穿刺針N2の穿刺部)から患者Pの血管へ導入された。これに対し、温度調節された血液を、体外循環の脱血口である動脈側の穿刺部(穿刺針N1の穿刺部)から患者Pの血管へ導入することを支援する変形例について、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
は、透析液加温器29を制御して、血液温度と体表面温度との差を大きくするように、血液回路21を体外循環する患者Pの血液の温度を昇降させる(図8のステップS104を参照)。
10 赤外線カメラモジュール
2 透析装置
21 血液回路
21A 動脈側血液回路
21B 静脈側血液回路
22 血液ポンプ
23 ダイアライザ
24 血液温度センサ(温度センサ)
25 制御装置(撮像支援装置)
26 透析液供給装置
27 透析液供給路
29 透析液加温器(透析液の温度調節機構)
P 患者
T サーモグラフィ装置
A1 動脈
V1 静脈
W1 通信線
Claims (8)
- 受光された赤外線量に基づいて物体表面の温度を示す温度分布画像を撮像するサーモグラフィ装置を用いて血管に関する画像を撮像することを支援する撮像支援装置であって、
血液透析を受ける患者の血液を体外循環させる血液回路を流れる血液の温度を測定する温度センサから、前記患者の血液温度を取得する血液温度取得手段と、
前記患者の体表面を撮像可能なサーモグラフィ装置から取得した温度分布画像に基づいて、前記患者の体表面温度を測定する体表面温度測定手段と、
前記取得された血液温度及び前記測定された体表面温度に基づいて、体外循環する前記患者の血液と透析膜を介して接触する透析液の温度調節機構を制御して、前記血液回路から前記患者の血管へ導入される血液の温度を、前記測定された体表面温度と異なる温度に昇降させる温度調節手段と
を備える撮像支援装置。 - 前記温度調節手段は、前記取得された血液温度と前記測定された体表面温度との差が基準温度差に満たない場合に、前記患者の血管へ導入される血液の温度と前記測定された体表面温度との差を大きくするように前記温度調節機構を制御して、前記患者の血管へ導入される血液の温度を昇降させる、
請求項1に記載の撮像支援装置。 - 前記血液温度取得手段は、各時点の血液温度を順次取得し、
前記体表面温度測定手段は、各時点の前記患者の体表面温度を順次測定し、
前記撮像支援装置は、前記取得された血液温度と前記測定された体表面温度との間に前記基準温度差があることを検知した場合に、前記サーモグラフィ装置によって順次撮像される温度分布画像を録画する処理を開始する録画開始手段を更に備える、
請求項2に記載の撮像支援装置。 - 前記録画開始手段は、前記取得された血液温度と前記測定された体表面温度との間に前記基準温度差がある状態が所定時間継続したことを検知した場合に、前記録画する処理を開始する、
請求項3に記載の撮像支援装置。 - 前記血液回路には、前記患者の脱血口から導出された血液を、前記透析膜を用いて血液浄化を行うダイアライザへ向かう正方向、または、前記ダイアライザから前記患者の脱血口へ向かう逆方向へ送出する血液ポンプが設けられており、
前記撮像支援装置は、前記血液ポンプが血液を前記正方向への送出を行っている場合において、前記取得された血液温度と前記測定された体表面温度との間に前記基準温度差があることを検知したときに、所定の期間、血液を前記逆方向へ送出するように前記血液ポンプを制御する、
請求項2から4の何れか一項に記載の撮像支援装置。 - 前記血液回路は、前記患者に設けられた血液透析用のシャントに接続され、
前記サーモグラフィ装置は、前記患者のシャントが位置する範囲を含む体表面の温度分布画像を撮像可能に設置される、
請求項1から5の何れか一項に記載の撮像支援装置。 - 前記温度センサは、前記血液回路のうち、前記透析膜を用いて血液浄化を行うダイアライザを経由した血液を前記患者の血管へ導入する部分である静脈側血液回路を流れる血液の温度を測定可能に設けられる、
請求項1から6の何れか一項に記載の撮像支援装置。 - 透析膜を介して血液と接触する血液を浄化するダイアライザと、
前記ダイアライザへ透析液を供給する透析液供給路と、
前記透析液供給路から供給される透析液の温度を調節する温度調節機構と、
患者から導出した血液を、前記ダイアライザを経由して前記患者へ導入する血液回路と、
前記血液回路を流れる血液の温度を測定する温度センサと
を有し、
受光された赤外線量に基づいて物体表面の温度を示す温度分布画像を撮像するサーモグラフィ装置を用いて血管に関する画像を撮像することを支援し、前記サーモグラフィ装置と通信可能な透析装置であって、
血液透析を受ける患者の体表面を撮像可能な前記サーモグラフィ装置から取得した温度分布画像に基づいて、前記患者の体表面温度を測定し、
前記温度センサから取得される前記患者の血液温度、及び前記測定された体表面温度に基づいて、前記透析液の温度調節機構を制御して、前記血液回路から前記患者の血管へ導入される血液の温度を、前記測定された体表面温度と異なる温度に昇降させる、
透析装置。
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