JP6964568B2 - 静脈検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、静脈検出装置に関し、特に、赤外線センシング技術を用いて静脈画像を表示する静脈検出装置に関する。

従来の西洋医学にとって、投薬治療方法は、数多くのタイプがある。内服薬、注射薬、点滴剤或いは坐剤等が挙げられ、全て普通に見られる方法である。

しかしながら、注射法による投薬は、早くからすでに医療行為内において不可欠な一部である。一般的に、最もよく見られる注射法は、静脈注射法を通じた投薬が最も安全である。その理由は、静脈の血圧が比較的低くいため、侵襲式治療後に大量出血のリスクが比較的ないことである。

ただし、従来の静脈注射は医療従事者の経験に依存しているものの、経験問題を無視し、臨床上やはり多くの患者に血管を見つけにくい問題があった。その原因は、生まれつき血管が細い可能性があり、また体脂肪率が高過ぎることで、皮膚外部から肉眼で血管を見つけにくいという可能性もあった。バンド等の方式を通じて静脈を浮かび上がらせることもできるが、その効用にも限度がある。

上記原因を踏まえ、現代医療において実際すでに現代化の静脈検出装置が開発され、従来の静脈検出装置の原理は、主に血管中のヘモグロビンの近赤外光に対する吸収率が他の組織と異なることを利用することである。近赤外光結像後の画像処理を通じて皮下血管位置を投影して皮膚表面に表示し、医療従事者に患者の皮下血管の分布を明確に識別させることができる。

更に詳細に説明すると、従来技術の静脈検出装置において、近赤外光が人体の部位に照射した時、特定波長の赤外線が血管に吸収される。吸収が多くなればなるほど反射が少なくなり、そのため皮膚上に投射された画面が黒色の態様を呈し、その他の組織が少なく吸収するため、反射が多くなる。よって、輝度が高い色光を呈する。

しかしながら、従来の静脈検出装置は血管画像を皮膚表面に可視光で投影するため、投射された血管画像と静脈血管の実際の位置のずれが容易に存在する。このようなことから注射針を正確な注射位置に刺入できない。

先行技術内で言及された課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

静脈検出装置であって、基台とエミッタと検出アームと第１レシーバと表示部とを含む。該エミッタは、該基台に設けられ、かつ該エミッタが被照射体に密着されると共に赤外線を発射して該被照射体に照射する。検出アームは、該基台に設けられ、該第１レシーバを載置するため用いられる。該第１レシーバは、該被照射体から発せられた第１赤外線画像を受信し、かつ該第１赤外線画像が該赤外線から変換されたものである。

該表示部は、該基台に設けられ、該第１レシーバと電気的に接続する。かつ該表示部は、該第１赤外線画像から変換された第１静脈画像を表示する。本発明において、該エミッタは、レンズを更に含み、該被照射体に密着される。

以上の本発明に対する略述は、本発明の幾つかの態様及び技術的特徴について基本的な説明を行うことを目的とする。発明の略述が本発明に対する詳述ではないため、その目的は特別に本発明の関鍵性或いは重要な構成要素を列挙することではなく、本発明の範囲を特定することではなく、簡明な方式で本発明の幾つかの概念のみを呈することである。

本発明の一実施例に係る外観構造を示す模式図である。 本発明の別の実施例に係るシステム構成図である。 本発明の更なる実施例に係る外観構造を示す模式図である。

本発明の技術的特徴及び実用効果を理解させると共に明細書の内容に基づいて実施できるため、更に図面に示す好ましい実施例で、以下に詳細に説明する。

図１を参照すると、図１は、本発明の一実施例に係る外観構造を示す模式図である。図１に示すように、図１の実施例において本発明の静脈検出装置１０ａの構造を示し、主に基台１００、エミッタ２００と検出アーム３００と第１レシーバ４００ａと表示部５００とを含む。

エミッタ２００は、該基台１００上に設けられる。本実施例のエミッタ２００は、赤外線エミッタを選択した。かつエミッタ２００は、被照射体Ｈに密着して赤外線Ｒ１を発射して被照射体Ｈに照射する。本実施例において、赤外線Ｒ１の波長は、７８０〜１４００ナノメートル（ｎｍ）とし、かつ被照射体Ｈが人の手のひらである。実際は、被照射体Ｈも大腿、臀部、上腕等のよく見られる静脈注射部位とすることでもよく、本発明は制限しない。

本実施例の検出アーム３００は、基台１００に設けられ、第１レシーバ４００ａを載置するために用いられる。本実施例において、検出アーム３００は、第１レシーバ４００ａの位置を調整するため、更に少なくとも１つの関節３０１を設けることができる。また、本実施例の第１レシーバ４００ａは、赤外線カメラであり、かつ第１レシーバ４００ａが該被照射体Ｈから発せられた第１赤外線画像Ｒ２ａを受け、該第１赤外線画像Ｒ２ａは実際、赤外線Ｒ１が被照射体Ｈを透過した後で変換してきた画像である。第１赤外線画像Ｒ２ａ内には、非常に多く組織に赤外線Ｒ１を照射した後の画像情報を含む。

本実施例から言うと、第１赤外線画像Ｒ２ａ内では、実際、第１輝度区間画像、静脈輝度区間画像及び第２輝度区間画像を包括する。前記第１輝度区間画像の輝度は、該静脈輝度区間画像の輝度より高く、該静脈輝度区間画像の輝度が該第２輝度区間画像の輝度より高い。

実際の被照射体Ｈに含まれる可能性のある組織を例にすると、赤外線Ｒ１が殆ど静脈に吸収されるため、一定深度（インテンシティー）区間の画像を静脈輝度区間画像として取る。該静脈輝度区間画像の輝度より高い又は低い第１輝度区間画像及び第２輝度区間画像は、硬骨組織、結合組織、脂肪組織、軟骨組織或いはその他の組織細胞等とする可能性があり、本発明は制限しない。

よって、本実施例の表示部５００は、基台１００に設けられると共に第１レシーバ４００ａと電気的に接続する。かつ表示部５００は、第１赤外線画像Ｒ２ａから変換された第１静脈画像Ｖ１を表示する。更に言えば、第１静脈画像Ｖ１は、前述静脈輝度区間画像から変換して形成された画像であり、静脈が存在する位置を明確に表示する。

本実施例において、エミッタ２００は、レンズ２０１を更に含む。レンズ２０１は被照射体Ｈに密着される。本発明において、用語の密着とは、近いことのみを意味することではなく、実際の物理的な接触の接近、寄せ等の意味を含んで本発明の定義範囲に属する。

本実施例において、レンズ２０１は、魚眼レンズであり、更に言えば、魚眼レンズセットとしてもよい。その目的は、エミッタ２００から発せられた赤外線Ｒ１の発射方向を自由に制御させることである。また被照射体Ｈと第１レシーバ４００ａの位置に応じて赤外線Ｒ１の光出射方向を調整する。よって、上記技術手段を通じて本実施例における第１レシーバ４００ａ、被照射体Ｈ及びエミッタ２００は同一直線上にある要求を容易に実現できる。

言い換えると、エミッタ２００は、実質的に被照射体Ｈ位置を全方位（Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）追従する機能を含む。よって、第１レシーバ４００ａの位置は、必ずその他の手段（例えば少なくとも１つの関節３０１）を通じて調整することで、同一直線上にある定義に適合できる。

同時に図２及び図３を参照すると、図２は、本発明の別の実施例のシステム構成図であり、図３は本発明の更なる実施例の外観構造を示す模式図である。図１の実施例に比べると、図２における実施例のシステム構成は、頭部装着型表示装置７００及び補助エミッタ８００を追加で設け、図３における実施例では頭部装着型表示装置７００を追加で設けている。

本発明の図１〜図３における実施例を運用させるため、基台１００内には電源供給装置、メモリ、無線信号送受信モジュール又はマイクロコントローラ等の素子を含み、静脈検出装置１０ａ或いは静脈検出装置１０ｂの運転に必要な電力及び画像の計算と処理能力を提供するために用いられることが分かる。ただし、上記素子は、当業者がニーズによって自由に配置できるため、本実施例はここでその説明を省略する。

図２及び図３の実施例において、静脈検出装置１０ｂ内の基台１００は、実際、頭部装着型表示装置７００と有線或いは無線で接続してもよい。更に言えば、頭部装着型表示装置７００は、仮想現実（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＶＲ）表示装置又は拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ、ＡＲ）表示装置としてもよく、本発明は制限しない。よって、当業者であれば、頭部装着型表示装置７００内にも運転に必要な無線信号送受信モジュール、電源供給装置、マイクロコントローラ、メモリ若しくはビデオカード等の素子を含むことができ、ここでその説明を省略する。

図２又は図３の実施例における頭部装着型表示装置７００に第２レシーバ４００ｂが更に設けられ、かつ被照射体Ｈから発せられた第２赤外線画像Ｒ２ｂは第２レシーバ４００ｂに受信されて第２赤外線画像Ｒ２ｂを第２静脈画像Ｖ２に変換した後表示部５００及び頭部装着型表示装置７００上に表示させる（頭部装着型表示装置７００のスクリーンはその内側に位置するため、図３内では第２静脈画像Ｖ２の表示位置を図示しない）。言い換えると、図３の実施例において、第２静脈画像Ｖ２も基台１００の表示部５００上に同期表示することで、周りの他人に頭部装着型表示装置７００の視聴者が見た第２静脈画像Ｖ２を見させる。

図２の図示を通じて図１及び図３の実施例において、第１画像フィルタモジュール６００ａを設けた表示部５００及び第２画像フィルタモジュール６００ｂを設けた頭部装着型表示装置７００は、それぞれ第１レシーバ４００ａ及び第２レシーバ４００ｂに接続することが分かる。第１赤外線画像Ｒ２ａが第１レシーバ４００ａに送信された後、又は第２赤外線画像Ｒ２ｂが第２レシーバ４００ｂに送信された後、第１画像フィルタモジュール６００ａ及び第２画像フィルタモジュール６００ｂは、前記第１輝度区間画像及び該第２輝度区間画像をフィルタリングし、静脈輝度区間画像のみを保留し、該静脈輝度区間画像を第１静脈画像Ｖ１或いは第２静脈画像Ｖ２に形成させた後基台１００の表示部５００上若しくは頭部装着型表示装置７００上に表示させる。

よって、本実施例内で用いる画像フィルタモジュール６００は、フィルタ、デジタル信号プロセッサ等の組み合わせとすることができ、本発明は、制限しない。

図３に示されたことからも分かるように、エミッタ２００、被照射体Ｈ及び第２レシーバ４００ｂが必ず同一直線上にあることで、良好な検出効果を奏することができる。図２の実施例において、第２レシーバ４００ｂの位置は、頭部装着型表示装置７００の移動に伴い容易に調整できるため、同じ理由で、図１の実施例が頭部装着型表示装置７００を含まない場合において、被照射体Ｈ或いはエミッタ２００と第１レシーバ４００ａは同一直線上にあることができない時、図１〜３実施例における検出アーム３００に少なくとも１つの関節３０１（検出アーム３００の外皮内に埋め込む）を更に設けることができ、操作者に第１レシーバ４００ａの向く角度及び位置を自由に調整させることができる。上記少なくとも１つの関節３０１は、任意の種類の機械式関節構造とすることができ、枢軸関節、球体関節のみならず全方位（Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）関節等の組み合わせとしてもよく、本発明は制限しない。

図２の実施例において、静脈検出装置１０ｂは、更に補助エミッタ８００と接続してもよく、更に正確に言うと、静脈検出装置１０ｂ内の基台１００と有線又は無線で接続できる。本実施例において、補助エミッタ８００は、同様に赤外線エミッタであり、補助赤外線Ｒ３を発射して被照射体Ｈに照射するために用いられる。補助エミッタ８００を使用する目的は、静脈検出装置１０ｂが第１赤外線画像Ｒ２ａ或いは第２赤外線画像Ｒ２ｂを効果的に観測できなかった時、補助エミッタ８００が別の次元（方位）から補助赤外線Ｒ３を発射して被照射体Ｈに照射できる。多方向光源の画像結像方式を通じて、第１レシーバ４００ａ或いは第２レシーバ４００ｂに検出できる第１赤外線画像Ｒ２ａ或いは第２赤外線画像Ｒ２ｂをより鮮明にさせる。

その他の可能な実施様態において、検出アーム３００にも無線通信送受信モジュールを内蔵できる。また検出アーム３００を基台１００から取り外した後も、やはり基台１００との通信を保持でき、また第１レシーバ４００ａにより一層自由な方向から被照射体Ｈが発した第１赤外線画像Ｒ２ａを検出させることができるが、本発明は制限しない。

上述においては、ただ好ましい実施例を挙げて種々説明したが、本発明の実施範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容を逸脱しない範囲内において種々の改良変更をなし得ることは、本発明の意図した保護範囲内に網羅される。

１０ａ 静脈検出装置
１０ｂ 静脈検出装置
１００ 基台
２００ エミッタ
２０１ レンズ
３００ 検出アーム
３０１ 関節
４００ａ 第１レシーバ
４００ｂ 第２レシーバ
５００ 表示部
６００ａ 第１画像フィルタモジュール
６００ｂ 第２画像フィルタモジュール
７００ 頭部装着型表示装置
８００ 補助エミッタ
Ｈ 被照射体
Ｒ１ 赤外線
Ｒ２ａ 第１赤外線画像
Ｒ２ｂ 第２赤外線画像
Ｒ３ 補助赤外線
Ｖ１ 第１静脈画像
Ｖ２ 第２静脈画像

Claims (7)

1. 基台と、
   前記基台に設けられ、被照射体に密着されると共に赤外線を発射して前記被照射体に照射し、かつ前記被照射体に密着され、魚眼レンズであるレンズを更に含むエミッタと、
   前記基台に設けられ、少なくとも１つの関節が設けられた検出アームと、
   前記検出アームに設けられ、前記被照射体から発せられる、赤外線から変換された第１赤外線画像を受信する第１レシーバと、
   前記基台に設けられると共に前記第１レシーバと電気的に接続し、前記第１赤外線画像から変換された第１静脈画像を表示し、フィルタ回路、デジタル信号プロセッサ等の組み合わせとする第１画像フィルタモジュールを含む表示部と、
   を含み、前記第１レシーバは、前記第１画像フィルタモジュールと接続し、前記被照射体及び前記エミッタと同一直線上に調整されることを特徴とする、静脈検出装置。
2. 前記基台は、頭部装着型表示装置と有線或いは無線で接続し、前記頭部装着型表示装置に第２レシーバが更に設けられ、かつ前記被照射体Ｈから発せられた第２赤外線画像は第２レシーバに受信されて前記第２赤外線画像を第２静脈画像に変換した後前記頭部装着型表示装置に表示させ、前記第２レシーバは、前記被照射体及び前記エミッタと同一直線上に調整されることを特徴とする、請求項１に記載の静脈検出装置。
3. 前記第１赤外線画像では、第１輝度区間画像、静脈輝度区間画像及び第２輝度区間画像を包括し、前記第１輝度区間画像の輝度は前記静脈輝度区間画像の輝度より高く、前記静脈輝度区間画像の輝度が前記第２輝度区間画像の輝度より高いことを特徴とする、請求項１に記載の静脈検出装置。
4. 前記第１画像フィルタモジュールは前記第１輝度区間画像及び前記第２輝度区間画像をフィルタリングして前記静脈輝度区間画像を前記第１静脈画像に形成させることを特徴とする、請求項３に記載の静脈検出装置。
5. 前記第２赤外線画像では、第１輝度区間画像、静脈輝度区間画像及び第２輝度区間画像を包括し、前記第１輝度区間画像の輝度は前記静脈輝度区間画像の輝度より高く、前記静脈輝度区間画像の輝度が前記第２輝度区間画像の輝度より高く、前記頭部装着型表示装置は第２画像フィルタモジュールを更に含み、前記第２画像フィルタモジュールが前記第２レシーバと接続し、かつ前記第２画像フィルタモジュールは前記第１輝度区間画像及び前記第２輝度区間画像をフィルタリングして前記静脈輝度区間画像を前記第２静脈画像に形成させることを特徴とする、請求項２に記載の静脈検出装置。
6. 前記第１レシーバ及び前記第２レシーバは、赤外線カメラであることを特徴とする、請求項２に記載の静脈検出装置。
7. 前記静脈検出装置が更に補助エミッタと接続し、前記補助エミッタは補助赤外線を発射して前記被照射体に照射することを特徴とする、請求項１に記載の静脈検出装置。

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