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

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。

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。