2022 Fiscal Year Research-status Report

近赤外線による皮膚から静脈までの深さ測定に関する基礎的研究

Research Project

Project/Area Number	21K17337
Research Institution	Tokyo Health Care University
Principal Investigator	土井一浩東京医療保健大学, 看護学部, 教授 (70381308)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Keywords	皮静脈 / 赤外線 / 深さ / 2方向カメラ
Outline of Annual Research Achievements	これまで、皮静脈の位置や太さを定量的に表す論文は他にはなかったが、自身の先行研究で、穿刺する皮静脈を選択する際に必要な皮静脈の『鮮明な可視化』、そして静脈血管選択のその定量的な根拠となる、『静脈の太さ』、『蛇行していない程度・角度』を近赤外線と画像処理によって明らかにしてきた。本研究は、静脈血管の確認が困難な患者（肥満や小児の場合）であっても、個人の経験や技術によるところを小さくし、皮静脈の『位置』、『太さ』、そして『皮膚からの深さ』を数値的な根拠をもって同等で、しかも正確な看護技術の提供を可能にすることを目的としている。昨年度までの方法として、静脈血管の還元ヘモグロビンの吸収が大きい640～780nm波長のリニア可変バンドパスフィルターを通過した画像を赤外線カメラで捉え、その画像を画像検証ツールMatorox inspectorにて256階調の画像を作成。捉えた『リニア可変バンドパスフィルターの波長』と『256階調の濃度勾配のデータを処理した画像』から、皮静脈の横断面の濃淡を256階調で数値化できることが確かめられた。また、『皮膚から静脈までの距離』と『静脈血管の深さ方向の径（穿刺した針が静脈を貫通してしまう危険性のある距離）』の測定についても256階調の変化から可能性を示すことができた。今年度はこの差をより小さくするために、皮膚透過性のある同型のカメラを２方向から同時に撮影し、立体的に捉えることで皮膚から皮静脈までの距離と皮静脈の深さの距離の測定を試験している。この方法と『256階調の濃度勾配のデータを処理した画像』を統合することにより、より正確な『皮膚から静脈までの距離』と『静脈血管の深さ方向の径（穿刺した針が静脈を貫通してしまう危険性のある距離）』の測定を新たに研究を進めていく予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 昨年度までの方法として、静脈血管の還元ヘモグロビンの吸収が大きい640～780nm波長のリニア可変バンドパスフィルターを通過した画像を赤外線カメラで捉え、その画像を画像検証ツールMatorox inspectorにて256階調の画像を作成。捉えた『リニア可変バンドパスフィルターの波長』と『256階調の濃度勾配のデータを処理した画像』から、皮静脈の横断面の濃淡を256階調で数値化できることが確かめられた。また、『皮膚から静脈までの距離』と『静脈血管の深さ方向の径（穿刺した針が静脈を貫通してしまう危険性のある距離）』の測定についても256階調の変化から可能性を示すことができた。しかし、この方法で様々な部位で検証を試みたところ、部位や皮膚色により画像解析の１つのプログラムだけではその差が大きく出る結果となった。この結果に至るまで時間を要した理由として、今年度購入予定であったエコーが部品不足のために購入不可であったことから、過去のMRIデータと比較する必要があったことが挙げられる。
Strategy for Future Research Activity	今年度はこの差をより小さくするために、皮膚透過性のある同型のカメラを２方向から同時に撮影し、立体的に捉えることで皮膚から皮静脈までの距離と皮静脈の深さの距離の測定を試験している。この方法と『256階調の濃度勾配のデータを処理した画像』を統合することにより、より正確な『皮膚から静脈までの距離』と『静脈血管の深さ方向の径（穿刺した針が静脈を貫通してしまう危険性のある距離）』の測定を新たに研究を進めていく予定である。また、過去のMRIデータによらず、環境、また被験者の状態が同じ状態で計測が可能になるよう、部品の品不足の為、購入できない状態であったエコー(GE Versana Active)の早急な購入と、COVID-19の為、募集ができていない50名を目標とした被験者による検証を進めていく。
Causes of Carryover	今年度購入予定であったエコー(GE Versana Active)の部品が品不足のため購入が不可であったことから次年度使用額が生じた。こちらは次年度にエコーの購入に充てる予定である。過去のMRIデータによらず、環境、また被験者の状態が同じ状態で計測が可能になるよう、エコー(GE Versana Active)の早急な購入と、COVID-19の為、募集ができていない50名を目標とした被験者による検証を進めていく。