JPH0464269B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、静脈の位置を簡単な操作で正確かつ
迅速に確認できるようにした静脈探査装置に関す
るものである。

（従来の技術） 医師または看護婦が患者に対して静脈注射や点
滴を行なうためには、まず注射針やカテーテルを
穿刺する患者の静脈の正確な位置を確認できなけ
ればならない。そして、内腕関節付近は比較的に
脂肪層が薄く、静脈の確認が比較的容易である。
そこで、通常、上腕部をゴムバンド等で絞めて静
脈の血行を停止させ、静脈を血圧により浮き出さ
せてより正確な位置の確認がなされる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、脂肪層が厚いほど静脈の位置を確認
することが困難であり、上記ゴムバンド等を用い
ても確認できない場合もある。このように単にゴ
ムバンドで上腕部を絞めただけでは静脈の位置が
確認できないときには、従来では腕を温めたり針
先で静脈を探る方法が採用されるが、熟練度を要
求されるとともに患者に大きな苦痛を与えるとい
う不具合があつた。さらに、入院患者に対して夜
間に行なわれる定期的処置のさいには、薄暗がり
の中で行なうために一層の困難さが伴なう。ま
た、緊急に処置を行なうときにも困難が伴なう。

本発明は、上記した従来の静脈の位置の確認に
関する事情に鑑みてなされたもので、簡単な操作
で正確かつ迅速に静脈の位置を確認できる静脈探
査装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の静脈探
査装置は、以下のごとく構成されている。

まず、本発明の静脈探査装置は、皮膚を透過す
るとともに静脈内の血液によつて吸光される波長
光を狭い範囲に照射する発光手段と、この発光手
段を挟んで両側に配置されて反射光を受光する２
つの受光手段と、これらの２つの受光手段の受光
量に応じた出力を比較する比較手段と、この比較
手段の出力に応じて前記２つつの受光手段のいず
れの受光量が強いかまたは同じかを表示する表示
手段と、を備えて構成されている。

そして、前記発光手段が、赤色ないし赤外線領
域の波長光を照射するように構成しても良い。

また、小型で携帯できる細長い筐体の先端部に
前記発光手段と受光手段を配置し、前記筐体内に
駆動電源用の電池を収納し、前記筐体の外周壁に
前記表示手段と電源操作スイツチを配置して構成
しても良い。

さらに、前記発光手段で照射する範囲を前記２
つの受光手段を結ぶ線に対して直交する方向に長
いスリツト状とし、前記比較手段の出力のレベル
を反転して表示するレベル表示手段を設けて構成
しても良い。

そしてさらに、前記２つの受光手段の受光量が
同じときに、前記レベル表示手段でレベル表示が
なされるように構成しても良い。

（作用） まず、発光手段から照射された光は、皮膚を透
過して静脈内の血液で吸光される。また、静脈に
照射されない光は、脂肪層等の人体組織により反
射され、この反射光が再度皮膚を透過して受光手
段に受光される。そして、静脈に対する２つの受
光手段の位置によつて、反射光の光量が変化し、
２つの受光手段の受光量が相違する。すなわち、
静脈と他の組織との吸光特性の違いによる反射光
の光量の相違で、静脈の位置が確認し得る。そこ
で、この２つの受光手段による受光量が相違すれ
ば、受光量の弱い受光手段に対応する表示手段を
表示して、静脈の位置がずれていることを示す。
また、２つの受光手段による受光量が同じであれ
ば、これを表示手段で表示して静脈の位置が本装
置の中心に一致していることを示す。

そして、赤色ないし赤外線領域の波長光を照射
すれば、皮膚表面の反射および表皮と真皮におけ
る光の吸収が少なく、しかも静脈内の血液による
吸光度が高く、静脈と他の組織とによる反射光の
光量が大きく相違し、受光手段で静脈と他の組織
とでは、大きく相違した受光量が得られる。

また、装置を小型で携帯できる筐体に収納する
とともに、駆動電源用の電池をも収納すれば、持
ち運びに便利であるとともにどこででも本装置を
使用し得る。

さらに、発光手段でスリツト状に照射し、その
反射光を受光手段で受光するらば、静脈の位置が
本装置の中心と一致した状態態で静脈の方向とス
リツト状の方向が平行となつたときに、静脈内の
血液による光の吸収が最大となり、２つの受光手
段の受光量は最小となり、方向がずれると受光量
が増加する。そこで、受光量に応じた出力のレベ
ルを反転して表示すれば、最大のレベルが表示さ
れた状態で、スリツト状の方向に静脈の方向が一
致したことが示される。

そしてさらに、２つの受光手段の受光量が同じ
ときにレベル表示がなされるならば、静脈の位置
が本装置の中心と一致したときにはじめてレベル
表示がなされる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第７図を
参照して説明する。第１図は、本発明の静脈探査
装置の一実施例の回路図であり、第２図は、本発
明の静脈探査装置の外観斜視図であり、第３図
は、第２図の筐体先端部分Ａ−Ａ矢視断面図であ
り、第４図は、第２図の筐体先端部分のＢ−Ｂ矢
視断面図であり、第５図ないし第７図は、静脈に
対する本装置の位置によつて表示がそれぞれ異な
ることを示す図である。

まず、第２図ないし第４図において、本発明の
静脈探査装置は、小型で携帯できる細長い筐体１
の先端部に、赤色ないし赤外線領域の波長光
（700nm〜2000nm）を発光する発光手段としての
LEDまたはランプ等の発光素子２が先端前方を
照射するように中央に配置される。また、筐体１
の先端部に、この発光素子２を挟んで両側で、赤
色ないし赤外線領域の波長を受光する受光手段と
してのフオトトランジスタまたはフオトダイオー
ド等の受光素子３，３が配置される。そして、発
光素子２および受光素子３，３は、図示しない光
学レンズを備え、発光素子２は、狭い範囲をスポ
ツト的に照射し、受光素子３，３は、所定方向か
らの反射光のみを受光するよう図られる。これら
の受光素子３，３は、発光素子２の照射方向に対
して交差するように若干の角度を持つて、静脈以
外の他の組織による反射光のみを効率良く受光で
きるように配置される。

そして、筐体１には、駆動電源用の電池４が容
易に交換し得るように収納される。また、筐体１
の外周壁には、電池４の駆動電源を供給制御する
ための電源操作スイツチ５と、本装置と静脈との
位置の関係を表示する表示手段としてのLEDま
たはランプ等の表示素子６，６，６が配置され
る。さらに、筐体１の先端部の外周壁中央に本装
置の中心を示す矢印７が刻印されるとともに、本
装置をポケツトやカルテ等に挟むためのクリツプ
８が設けられる。そしてさらに、筐体１は、樹脂
等により成形されるとともに防水構造とされ、容
易に洗浄および消毒できるように構成される。

次に、第１図により本装置の回路を説明する。
第１図において、発光素子２としてのLED１０
のアノードと受光素子３，３としてのフオトトラ
ンジスタ１１，１２のコレクタが電圧＋Ｖに接続
される。そして、LED１０のカソードは抵抗を
介して接地される。また、フオトトランジスタ１
１，１２のエミツタは、それぞれトランジスタ１
３，１４のベースに接続される。これらのトラン
ジスタ１３，１４のコレクタは電圧＋Ｖに接続さ
れる。一方のトランジスタ１３のエミツタは、抵
抗を介して接地されるとともに、別の抵抗を介し
て差動アンプ１５の−入力端子に接続される。ま
た、他のトランジスタ１４のエミツタは、抵抗を
介して接地されるとともに、別の抵抗抗を介して
差動アンプ１５の＋入力端子に接続される。この
差動アンプ１５の＋入力端子は、電圧＋Ｖと−Ｖ
が両端に接続されたオフセツト調整用の可変抵抗
器の摺動子が接続される。また、差動アンプ１５
の−入力端子と出力端子は、帰還抵抗を介して接
続される。なお、LED１０とフオトトランジス
タ１１，１２およびトランジスタ１３，１４でフ
オトインタラプタ手段１６が構成され、差動アン
プ１５を含んで比較手段１７が構成される。

さらに、差動アンプ１５の出力端子は、５Hzを
遮断周波数とするローパスフイルタ１８に接続さ
れる。そして、このローパスフイルタ１８の出力
端子は、抵抗を介して表示素子６，６としての逆
並列接続されたLED１９，２０の一端に接続さ
れ、LED１９，２０の他端は接地される。

また、ローパスフイルタ１８の出力端子は、２
つの差動アンプ２１，２２の−入力端子と＋入力
端子にそれぞれ接続される。これらの差動アンプ
２１，２２の他方の＋入力端子と−入力端子は、
電圧＋Ｖと−Ｖが両端に接続された検出幅調整用
の可変抵抗器の摺動子がそれぞれ接続される。そ
して、２つの差動アンプ２１，２２の出力端子
は、ダイオード２３，２４をそれぞれ順方向に介
して接続され、その接続点がさらに抵抗を介して
トランジスタ２５のベースに接続される。このト
ランジジスタ２５のベースは抵抗を介して接地さ
れ、エミツタも接地され、コレクタは抵抗を介し
て電圧＋Ｖに接続されるとともに、別の抵抗を介
して表示素子６としてのLED２６のアノードに
接続される。LED２６のカソードは接地される。
なお、差動アンプ２１，２２とダイオード２３，
２４およびトランジスタ２５を含んでウインドコ
ンパレータ２７が構成される。また、LED２６
を中心にして左右にLED１９，２０が配置ささ
れて表示手段２８が構成される。そして、第１図
において、３０は皮膚を示し、３１は静脈の断面
である。

かかる構成からなる本発明の静脈探査装置の動
作を、第５図ないし第７図を参照して以下説明す
る。

まず、筐体１の先端部を例えば内腕関節付近の
静脈３１上と思われる皮膚３０に当接して、電源
操作スイツチ５を投入する。すると、発光素子２
としてのLED１０から赤色ないし赤外線領域の
波長光が皮膚３０にスポツト的に照射され、皮膚
３０を透過して静脈３１または他の組織を照射す
る。ここで、静脈３１内を流れる血液に含まれる
還元ヘモグロビンによつて照射された照射光が吸
光される。また、他の組織に照射れた照射光は反
射されて、再び皮膚３０を透過して受光素子３，
３としてのフオトトランジスタ１１，１２に受光
される。

ところで、皮膚３０に照射される光は、波長に
よつて皮膚３０を透過しまたは吸収され、さらに
表面で反射される性質が著しく相違する。そし
て、近紫外光では角質層での吸収が大きく、また
可視光では皮膚３０の表面での反射が大きい。さ
らに、赤色ないし赤外線領域の波長光（700nm〜
2000nm）は比較的に皮膚３０による吸収および
反射が少なく、真皮を透過し易い、そして、波長
が比較的大きい赤外線（3000nm）程度になると、
再び角質層での吸収が大きくなる。ところで、赤
色ないし赤外線領域の波長光に対して、脂肪層等
の他の人体組織は反射特性を有するが、静脈３１
内の血液は特異な吸光特性を有する。このため
に、赤外ないし赤外線領域の波長光を照射するこ
とで、静脈３１と他の組織からの反射光の光量の
差が最も大きくなる。

そこで、仮に本装置が、第５図ａのごとく、静
脈３１からら若干左にずれており、右側のフオト
トランジスタ１１の受光量が、左側のフオトトラ
ンジスタ１２の受光量より大幅に小さいと、差動
アンプ１５から大きなプラス電圧が出力され、ロ
ーパスフイルタ１８を介してウインドコンパレー
タ２７と表示素子６，６としてのLED１９，２
０に与えられる。ここで、出力電圧の絶対値が大
きいためウインドコンパレータ２７のトランジス
タ２５のコレクタは“Ｌ”レベルであつてLED
２６は点灯しない。また、ローパスフイルタ１８
の出力がプラス電圧であるので、順方向電圧が与
えられる右側に配置された一方のLED２０のみ
が、第５図ｂのごとく、点灯される。そして、こ
の右側に配置されたLED２０の点灯により、本
装置が静脈３１から若干左にずれていることが確
認できる。

そこで、第６図ａのごとく、本装置を右側に若
干移動して静脈３１と位置が一致すると、２つの
フオトトランジスタ１１，１２の受光量は等し
く、差動アンプ１５からは零または極めて小さい
出力電圧が出力される。このために、ローパスフ
イルタ１８からも零または極めて小さ出力電圧が
出力される。そして、LED１９，２０は印加さ
れる電圧が零または小さ過ぎて点灯しない。ま
た、ウインドコンパレータ２７のトランジスタ２
５はOFFとなり、表示素子６としての中央に配
置されたLED２６に順方向電圧が与えられて、
第６図ｂのごとく、点灯する。この中央に配置さ
れたLED２６の点灯により、本装置が静脈３１
上の位置にあることが簡単に確認できる。

さらに、第７図ａのごとく、本装置を静脈３１
からさらに若干右側に移動させれば、左側のフオ
トトランジスタ１２の受光量が、右側のフオトト
ランジスタ１１１の受光量より大幅に小さくな
る。このために、差動アンプ１５から大きなマイ
ナス電圧が出力され、ローパスフイルタ１８を介
してウインドコンパレータ２７とLED１９，２
０に与えられる。ここで、出力電圧の絶対値が大
きいために、ウインドコンパレータ２７のトラン
ジスタ２５のコレクタは“Ｌ”レベルでLED２
６は点灯しない。また、ローパスフイルタ１８の
出力がマイナス電圧であるので、順方向電圧が与
えられる左側に配置された他方のLED１９のみ
が、第７図ｂのごとく、点灯される。そして、こ
の左側に配置されたLED１９の点灯により、本
装置が静脈３１から若干右にずれていることが確
認できる。

このように、本装置を静脈３１を横切るように
移動させ、LED２６が点灯する位置で停止させ
れば、本装置の矢印７の下に静脈３１が存在する
ことが簡単な操作で、正確かつ迅速に確認でき
る。

なお、ローパスフイルタ１８は商用周波電圧で
点灯される室内照明灯等の外来光が雑音として出
力されるのを防止するように作用する。

第８図ないし第１５図は、本発明の静脈探査装
置の他の実施例を示す図である。第８図は、本発
明の静脈探査装置の他の実施例のブロツク回路図
であり、第９図は、第８図の他の実施例の静脈探
査装置の外観斜視図であり、第１０図は、第９図
の筐体先端部分のＣ−Ｃ矢視断面図であり、第１
１図は、第９図の筐体先端部のＤ矢視のスリツト
の図であり、第１２図ないし第１５図は、静脈に
対する本装置の位置および方向によつて表示がそ
れぞれ異なることを示す図である。第８図ないし
第１５図において、第１図ないし第７図と同一部
材等には同一符号を付けて重複する説明を省略す
る。

まず、第９図ないし第１１図において、筐体１
の外周壁にLED等を複数個並べて形成したレベ
ル表示素子群４０が配置される。また、発光素子
２が照射する範囲を２つの受光素子３，３を結ぶ
線に対して直光する方向に長いスリツト状とすべ
く、筐体１の先端面にスリツト４１が設けられ
る。また、受光素子３，３に臨んで、スリツト４
１と平行なスリツト４２，４２がそれぞれ設けら
れる。

次に、第８図により回路を説明する。第８図に
おいて、ローパスフイルタ１８の出力電圧が開閉
手段４３を介して反転増幅手段４４に与えられ
る。この開閉手段４３は、常開機能を有し、ウイ
ンドコンパレータ２７の出力が“Ｈ”レベルとな
ると閉成される。そして、反転増幅手段４４で反
転増幅された電圧が、Ａ／Ｄ変換回路４５に与え
られてデジタル値に変換され、さらにこのデジタ
ル値がレベル表示駆動手段４６に与えられる。こ
のレベル表示駆動手段４６は、デジタル値に応じ
てレベル表示素子群４０のLEDの点灯個数を制
御する。すなわち、開閉手段４３が閉成状態で、
ローパスフイルタ１８の出力電圧が小さいほどレ
ベル表示素子群４０のLEDの点灯個数が多く、
ローパスフイルタ１８の出力電圧が大きいほど点
灯個数が少ない。なお、反転増幅手段４４とＡ／
Ｄ変換回路４５とレベル表示駆動手段４６および
レベル表示素子群４０により、レベル表示手段４
７が構成される。

かかる構成おいて、筐体１の先端部を例えば内
腕関節付近の静脈３１上と思われる皮膚３０に当
接して、電源操作スイツチ５を投入する。する
と、仮に本装置が第１２図のごとく静脈３１から
若干左にずれていれば、第１２図のごとく、右側
に配置されたLED２０のみが点灯する。ここで、
ウインドコンパレータ２７の出力は“Ｌ”レベル
であり、開閉手段４３は閉成されず、レベル表示
駆動手段４６により、第１２図ｃのごとく、レベ
ル表示群４０は点灯されない。

また、逆に、第１３図ａのごとく、本装置が静
脈３１から若干右にずれていれば、第１３図ｂの
ごとく、左側に配置されたLED１９が点灯する。
そして、第１３図ｃのごとく、レベル表示素子群
４０は点灯されない。

さらに、位置を修正して第１４図ａのごとく本
装置が静脈３１と一致すると、第１４図ｂのごと
く中央に配置されたLED２６が点灯する。ここ
で、ウインドコンパレータ２７の出力は“Ｈ”レ
ベルとなり、開閉手段４３が閉成され、ローパス
フイルタ１８の出力電圧に応じてレベル表示駆動
手段４６により第１４図ｃのごとくレベル表示素
子群４０の数個のLEDが点灯される。

ところで、第１４図ａのごとく、本装置の向き
と、静脈３１の向きがずれて平行となつていない
状態では、LED１０によるスリツト状の照射範
囲が静脈３１と交差し、静脈３１による吸光が少
なく、他の組織により反射される反射光が多い。
このために、フオトトランジスタ１１，１２の受
光量が多く、その相違も大きい。したがつて、ロ
ーパスフイルタ１８の出力電圧も大きく、第１４
図ｃのごとく、レベル表示素子群４０の点灯され
たLEDの個数が少ない。そこで、本装置の位置
をを変えずに向きを修正して、第１５図ａのごと
く、静脈３１の方向と本装置の向きが一致する
と、LED１０によるスリツト状の照射範囲が静
脈３１と重なり、静脈３１による吸光が多くな
り、他の組織により反射される反射光が最も少な
くなる。そして、スリツト４２，４２により他の
組織による反射光がフオトトランジスタ１１，１
２で最も受光しにくい。そこで、フオトトランジ
スタ１１，１２の受光量は最小となり、その相違
も小さい。したがつて、ローパスフイルタ１８の
出力電圧も小さく、第１５図ｃのごとく、レベル
表示素子群４０の点灯されたLEDの個数が最大
となる。

このように、第１５図ｂ，ｃのごとく、中央に
配置されたLED２６が点灯されるとともに、レ
ベル表示素子群４０の点灯されたLEDの個数が
最大の状態で、矢印７の下で矢印７の方向に、静
脈３１が走つていることが容易に確認できる。

なお、上記実施例では、筐体１内に駆動用電源
としての電池４を収納したが、これに限られず、
商用周波電圧を駆動用電源としても良いことは勿
論である。また、他の実施例において、開閉手段
４３がウインドコンパレータ２７の出力によつて
自動的に制御されるようにしたが、開閉手段４３
を開閉制御する手動スイツチを筐体１の外周壁に
設け、位置が一致したときにこの手動スイツチを
操作してレベル表示駆動手段４６を駆動させるよ
うにしても良い。さらに、開閉手段４３は、レベ
ル表示手段４７を駆動させるか否かを制御するも
ので、レベル表示素子群４０前段に設けられてい
ればば良い。そしてさらに、開閉手段４３を設け
ずに、常時レベル表示素子群４０が点灯される状
態であつても良い。

（発明の効果） 本発明の静脈探査装置は、以上説明したように
構成されているので、以下に記載するような優れ
た効果を奏する。

まず、皮膚に先端部を当接して、静脈を横切る
ように移動させることで、表示手段の表示状態で
静脈の位置が容易に正確かつ迅速に確認し得る。
また、何んら患者に苦痛を与えることがない。

そして、赤色ないし赤外線領域の波長光を照射
するならば、静脈と他の組織の吸光特性の違いに
より、他の組織からの強い反射光を受光でき、静
脈の位置を最も確実に確認できる。

また、本装置を、電池を収納して小型で携帯で
きるようにすれば、持ち運びに便利であるととも
にどこででも使用でき、パーソナルユースとして
実用上有益である。

さらに、レベル表示手段によつて、静脈の方向
も確認できるようにすれば、注射針やカテーテル
を穿刺する方向が明らかとなり、より確実に静脈
への穿刺が可能である。

そしてさらに、２つの受光手段の受光量が同じ
で本装置が静脈の位置と一致したときに、レベル
表示を行なうならば、位置がずれている状態では
不必要にレベル表示がなされて表示手段の見誤り
や電池の不要な消耗がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の静脈探査装置の一実施例の
回路図であり、第２図は、本発明の静脈探査装置
の外観斜視図であり、第３図は、第２図の筐体先
端部分のＡ−Ａ矢視断面図であり、第４図は、第
２図の筐体先端部分のＢ−Ｂ矢視断面図であり、
第５図ないし第７図は、静脈に対する本装置の位
置によつて表示がそれぞれ異なることを示す図で
あり、第８図は、本発明の静脈探査装置の他の実
施例のブロツク回路図であり、第９図は、第８図
の他の実施例の静脈探査装置の外観斜視図であ
り、第１０図は、第９図の筐体先端部分のＣ−Ｃ
矢視断面図であり、第１１図は、第９図の筐体先
端部のＤ矢視のスリツトの図であり、第１２図な
いし第１５図は、静脈に対する本装置の位置およ
び方向によつて表示がそれぞれ異なることを示す
図である。 １……筐体、２……発光素子、３……受光素
子、４……電池、５……電源操作スイツチ、１
０，１９，２０，２６……LED、１１，１２…
…フオトトランジスタ、１７……比較手段、２７
……ウインドコンパレータ、２８……表示手段、
３０……皮膚、３１……静脈、４０……レベル表
示素子群、４１，４２……スリツト、４３……開
閉手段、４４……反転増幅手段、４６……レベル
表示駆動手段、４７……レベル表示手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 皮膚を透過するとともに静脈内の血液によつ
   て吸光される波長光を狭い範囲に照射する発光手
   段と、この発光手段を挟んで両側に配置されて反
   射光を受光する２つの受光手段と、これらの２つ
   の受光手段の受光量に応じた出力を比較する比較
   手段と、この比較手段の出力に応じて前記２つの
   受光手段のいずれの受光量が強いかまたは同じか
   を表示する表示手段と、を備えて構成したことを
   特徴とする静脈探査装置。 ２ 前記発光手段が、赤色ないし赤外線領域の波
   長光を照射するように構成したことを特徴とする
   請求項１記載の静脈探査装置。 ３ 小型で携帯できる細長い筐体の先端部に前記
   発光手段と受光手段を配置し、前記筐体内に駆動
   電源用の電池を収納し、前記筐体の外周壁に前記
   表示手段と電源操作スイツチを配置して構成した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の静脈探
   査装置。 ４ 前記発光手段で照射する範囲を前記２つの受
   光手段を結ぶ線に対して直光する方向に長いスリ
   ツト状とし、前記比較手段の出力のレベルを反転
   して表示するレベル表示手段を設けて構成したこ
   とを特徴とする請求項１ないし３記載のいれかの
   静脈探査装置。 ５ 前記２つの受光手段の受光量が同じときに、
   前記レベル表示手段でレベル表示がなされるよう
   に構成したことを特徴とする請求項４記載の静脈
   探査装置。