最適な近赤外光波長を用いた目視困難末梢静脈可視化システムの開発

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K10604
• 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: 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)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 可視化技術 / 目視困難静脈 / 近赤外光

研究実績の概要

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試作機を開発することである。R4年度は、ほとんどの既存機器が使用している反射光システムではなく、透過光システムの実現可能性を検討した。透過光システムの課題は前腕部の厚み（深さ）を透過できないことである。
R3年度に透過光の静脈像の方が静脈と周囲皮膚組織のコントラストが良く期待が持てるとわかった。課題は光源のコントロールが難しく、光源の使い方によっては光の一部が皮膚と密着できず反射光となり過剰なハレーションのある静脈像となってしまうことであった。
前腕部の丸みに追従して光源から反射光が漏れないこと、前腕部を透過できる光量を確保することを条件に光源の試作機を作成、改良した。その結果、歯科用の材料を使用すると反射光の発生が抑えられ、皮下を散乱する透過光として光源のコントロールが可能であるとわかった。一方、前腕部背部から光を透過することは有用ではなく、背部と側部から光を入射すると採血や点滴療法の対象部位の透過性が向上し、静脈像として期待が持てた。光源に使用したLEDは光量を確保するためレンズ付きにすると、これも透過性は改善した。だが、このままでは臨床の静脈穿刺に使用できる静脈像であるとはいえなかった。
試作機の最終ゴールは、反射光システムと比較して目視困難静脈を可視化するかの検証である。その検証に使用するプロトタイプとして現在のプロトタイプで改善することはないのか検討を重ねる必要がある。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初「反射光」を利用した静脈可視化試作機を考えていたが、「透過光」を利用したプロトタイプを開発し始めたことと、プロトタイプの一部を作成する業者選定や材料の入手が困難であったことである。

今後の研究の推進方策

今後は、現時点で獲得した静脈像から「反射光システム」と「透過光システム」からシステムを選定するか、もしくは「透過光システム」の試作機を改善するかを検討してから判断する必要がある。静脈と周囲組織のコントラストだけではなく目視困難静脈モデルで評価して選定し、さらに目視困難静脈が走行する皮下組織の深さに対応して試作機を改善していく。

次年度使用額が生じた理由

前年度、試作機に使用する材料の入手が困難であったことが当該年度、次年度に影響している。当該年度で材料を入手できプロトタイプを作成できた。研次年度にプロトタイプの改良、または実験検証で比較対象となるプロトタイプの購入を予定している。