Development of the invisible vein visualization system using the optimum near-infrared light wavelength

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K10604
• Research Institution: Komatsu University
• Principal Investigator: 木森 佳子 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (30571476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 志信 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218) ; 久保 守 金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (90249772)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 可視化技術 / 目視困難静脈 / 近赤外光

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、採血法や点滴療法で実施する末梢静脈穿刺の成否、穿刺関連合併症の発生に影響する目視困難な末梢静脈を近赤外光を用いて可視化するプロトタイプを開発することである。令和4年度は静脈の透視原理を透過光システムとし、静脈を可視化する可能性を検討してきた。透過光システムでは、光源からはなたれる光が前腕部の丸みに追従できずに漏れてしまい反射光となってしまうため、さらに光源に付随する歯科用印象剤の使い方を改善した。印象剤の厚みやLEDアレイの埋め込みなどを工夫し漏れてしまう反射光をコントロールできた。また、光源を静脈の走行に対してどこに置くとよいかを検討し、静脈の走行に沿い、前腕部屈側側に置くことが適切であると分かった。しかし、これでは臨床での静脈穿刺を実施する上で、穿刺部位の近くに機器を置くことになるため、簡便に機器が使用できない問題が残った。これを受けて、少しでも静脈から距離のある位置に光源を置き、静脈を透過させるには、LEDアレイの光に対する改善が必要となった。光のPWV調光方式と差分解析が有効かを検討した。PWV調光方式は輝度を増加し静脈の可視化が期待できたが、やはり臨床ニーズを満たすような静脈可視化、静脈像の作成に至るまでの輝度には至っていない。皮膚表面より浅い静脈は可視化できるが、深い静脈は可視化が難しい状況にある。さらにLEDアレイ光源の輝度を高める工夫や技術が必要であると明らかになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

想定より、光源の作成、特に透過光のみで静脈を可視化するための歯科用印象剤の作りこみに工夫が必要で時間がかかった。光源を置く位置も期待していた位置とは違っていて、将来的に臨床ニーズを満たせない可能性がでてきてしまった。

Strategy for Future Research Activity

光源の作りこみで検討できることは光量を増加し輝度を高めることが有力である。これを検討する。また静脈の可視化に画像処理技術で補完する必要性がでてきている。「反射光システム」と「透過光システム」でいちがいに比較評価はできないが、最終的にはこの静脈可視化性能評価をする予定である。

Causes of Carryover

前年度の実験で必要としていた材料、そしてLEDアレイのPWV調光技術が企業委託せずに作成できた。次年度の使用において光源以外に画像処理プログラミングなどの活用が見込めそうである。