2019 年度実施状況報告書

目視困難な末梢深層静脈可視化のための近赤外光反射システムの改良と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号	17K12085
研究機関	石川県立看護大学
研究代表者	木森佳子石川県立看護大学, 看護学部, 准教授 (30571476)
研究分担者	丸岡直子石川県立看護大学, 看護学部, 特任教授 (10336597) 中山和也金沢大学, 保健学系, 准教授 (80242543)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	目視困難静脈 / 末梢静脈穿刺 / 近赤外光
研究実績の概要	本研究の目的は、危険性の高い末梢静脈穿刺を安全・確実に実施するために、目視困難な深層静脈を可視化する技術を開発、臨床評価することである。目視困難となる静脈は深さと関連することを検証した我々は、深さに依存する近赤外域の光波長に着目した。静脈を近赤外光を使用し可視化する開発機器は既にいくつか開発されているが、「目視困難静脈」を可視化するための光波長は検証されていない。平成31年度は平成29年度に行った実験の撮像条件を改善し実施した。主な実験装置は350-1100nmの光波長に感度を持つハイパースペクトルカメラで、400-1700nmの光波長を同程度の強度で照射できるハロゲンランプの光を、20-30歳台の健常成人女性の持つ目視困難静脈に入射させ、5nmごとの画像を同時に撮影した。目視困難静脈は超音波診断装置で静脈の血管径と深さを測定した。撮影した画像を主観的、定量的に評価した。主観的評価で目視困難静脈が「見える」と認識できた画像、つまり光波長はなかった。定量的評価は、画像解析ソフトを用い、獲得画像から静脈の有無を判断し、静脈有と判断した画像で皮膚と静脈のコントラスト比を光波長ごとに算出した。その結果、可視化率は94.8％、最適な光波長は580nm付近であった。これは我々の仮説とは異なった。予備的に別種のカメラで撮影した静脈の画像分析と今回の結果を含めると920 - 1030nm付近にも臨床適応性への期待が持てる結果であった。可視光域と近赤外光域は光学特性が異なるため同じ計測機器での比較調査はいちがいに特定はできないが、近赤外光では920 -1030nm付近の光を基盤とした技術進展が適切と考える。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由平成29年度の最適な光波長の実験の実験条件は適切といえなかったため、再実験を行う必要性がでてきた。そしてその実験条件を整えるための準備にも時間がかかり遅れた。
今後の研究の推進方策	この検証実験で得られた最適な光波長、効果的なナローバンドは試作機を作成する上で大きく役立つ。だが、主観的評価では静脈を可視化できた光波長の画像はなく、定量的評価のみで可視化率を得た。このことは画像処理技術の進展が改めて必要であることを示している。試作機を作成する前に画像処理技術の検証、進展に取り組み、試作機に実装することとする。
次年度使用額が生じた理由	平成29年度の検証実験の妥当性が十分でなかったため、再実験が必要となった。予算上、平成31年度に再実験をせざるを得ず実施した。次年度、当初実験成果のなどの公表予定としていたが、再実験でさらに必要とわかった画像処理技術の進展を試作機の作成の前に実施し、この成果を実装した試作機を作成する予定である。