非接触血管解析装置的制作方法

1.本发明涉及能以非接触的方式解析受吻合影响的血管的状态的非接触血管解析装置。


背景技术：

2.在以透析疗法为首使患者的血液通向体外循环血液回路并进行体外循环的治疗中，设置从患者抽出血液或将血液返回患者的出入口(血管通路)。在血管通路中，为了进行体外循环，采用以下方法：借助外科手术直接或者使用人工血管，以使动脉血直接流入静脉，将动脉与静脉吻合来形成动静脉血管吻合部。
3.但是，通过形成动静脉血管吻合部，从而由此受到影响的血管因血管内膜的肥厚或硬化、血栓形成等而狭窄或进一步闭塞，容易引起血流障碍。因而，在治疗前后听声音或感知脉搏的动向来判断血管中是否没有异常。听声音的方法，典型的是，使用听诊器倾听血流声(所谓的分流声)的大小与音域，来判断是否没有异常。换句话说，正常的话能够听到大且低的声音，但若血管狭窄，则低音减小而高音增大。若狭窄进一步发展，则声音的大小会减小，若闭塞，则不能听到声音。
4.此外，感知脉搏的动向的方法，典型的是，将手指碰触血管，感知因压力高的动脉的血流入静脉之际产生的乱流撞击血管壁而产生的振动(震颤)，从而来判断是否没有异常。换句话说，正常的话能够感知震颤，但若血管狭窄且接近于闭塞，则血流会减少，因此震颤消失。
5.为了解析上述那样的血管的状态而能容易地发现异常，一直以来提出了各种各样的技术。例如，在专利文献1中公开了以下技术：通过在体外循环血液回路设置的分流声取得装置取得分流声并变换为电信号，由此对脉搏等进行解析。此外，在专利文献2中公开了以下技术：通过分流声解析装置取得分流声并变换为电信号，从其中提取表示因血管的狭窄而产生的分流声的特征的特征成分，基于特征成分输出与分流声的评价相关的评价信息。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2005-328941号公报
9.专利文献2：国际公开2016-207951号公报


技术实现要素：

[0010]-发明所要解决的课题-[0011]
但是，如专利文献1、2那样使用分流声的解析装置，为了不让外界噪音混入，需要寂静的环境或者采取外界噪音屏蔽措施，因此可使用的场所受限。进而，有必要使麦克风等接触皮肤，因此需要采取针对接触造成的感染的措施。
[0012]
本发明是鉴于该事由而完成的，其目的在于，提供一种未被限定于特定的场所且
能容易地以非接触的方式解析血管的状态的非接触血管解析装置。
[0013]-用于解决课题的手段-[0014]
为了达成上述目的，本发明的实施方式所涉及的非接触血管解析装置具备：取得血管的动态图像或者连续的静止图像的图像的图像取得器；以及根据从该图像的明度和/或色度导出的指标的时间变化来检测脉动与震颤的图像处理器。
[0015]
优选的是，非接触血管解析装置还具备对所述血管照射光的光照射器。
[0016]
优选的是，从所述图像的明度和/或色度导出的指标是所述图像的明度或者亮度。
[0017]
优选的是，所述图像处理器将所述图像的明度或者亮度的功率谱中的最大值附近区域检测为脉动。
[0018]
优选的是，所述图像处理器将所述图像的明度或者亮度的功率谱的表示最大值的频率设为心率。
[0019]
优选的是，所述图像处理器在所述图像的明度或者亮度的功率谱中极大值随着频率升高而减少后，将暂时上升时的极大值附近区域检测为震颤。
[0020]
根据本发明所涉及的非接触血管解析装置，未被限定于特定的场所而能容易地以非接触的方式解析血管的状态。
附图说明
[0021]
图1是表示本发明的实施方式所涉及的非接触血管解析装置的使用例的概略图。
[0022]
图2是表示图1中示出的非接触血管解析装置中以计算机系统实现的图像处理器的概略图。
[0023]
图3a是表示图1中示出的使用例中的解析例的图，是表示用动静脉血管吻合部取得的图像的明度(brightness)的时间变化的数据的图表。
[0024]
图3b是表示图1中示出的使用例中的解析例的图，是图3a中示出的数据的功率谱的图表(纵轴为功率(power)，横轴为频率(frequency))。
[0025]
图4a是表示图1中示出的使用例中的解析例的图，是表示在远离动静脉血管吻合部的部位取得的图像的明度(brightness)的时间变化的数据的图表。
[0026]
图4b是表示图1中示出的使用例中的解析例的图，是图4a中示出的数据的功率谱的图表(纵轴为功率(power)，横轴为频率(frequency))。
具体实施方式
[0027]
以下，说明本具体实施方式。如图1所示那样，本发明的实施方式所涉及的非接触血管解析装置1具备图像取得器2和图像处理器3。
[0028]
图像取得器2拍摄患者的血管(例如，动静脉血管吻合部)，以取得动态图像或者连续的静止图像的图像2im。
[0029]
为了取得图像2im，非接触血管解析装置1除了图像取得器2之外，能够具备对患者的血管照射光的光照射器4(图1中为环型照明器)和将外光遮挡的遮光箱5。光照射器4的光为单色光(例如，绿色的光等)或者白色光，除可见光之外，也可以是红外区域及紫外区域的光。
[0030]
血管因基于脉动等的收缩及舒张的变动，红血球的量变动，吸光度变动。若拍摄血
管，则能够取得明度和/或色度因吸光度的变动和/或血管的物理性变动而进行时间变化的动态图像或者连续的静止图像的图像2im。而且，若拍摄受动静脉血管吻合影响的血管，则能够取得除了基于脉动的变化之外还包含基于震颤的变化的图像2im。另外，在本技术发明人进行的实验中，吸光度相对于绿色的光的变动显著。
[0031]
图像处理器3根据从图像取得器2所取得的图像2im的明度和/或色度导出的指标的时间变化来检测脉动与震颤。在此，从明度和/或色度导出的指标，是指明度、色调或者彩度或者从这些组合导出的指标，包含亮度等。若将从明度和/或色度导出的指标设为明度或者亮度，则如后述那样，能容易地将其时间变化图表化且能容易地解析。以下，在使用明度来说明时，即便取代明度而使用亮度，也是同样的。
[0032]
如图2所示那样，图像处理器3通常由计算机系统来实现，在程序存储器3a具有图像处理的程序。在图2中，附图标记3b表示cpu，附图标记3c表示工作存储器，附图标记3d表示包括输入输出部的其他部分。
[0033]
若将从图像2im的明度和/或色度导出的指标设为明度，则如图3a所示那样，在明度的变化之中，除了基于脉动的大且缓慢的变化pu之外还包含基于小的震颤的急剧的变化th。另外，图3a(及后述的图4a)的图表所使用的图像2im，是通过光照射器4向患者照射绿色的光而取得的图像。另外，图3a(及后述的图4a)的图表是在0.8hz～12hz的频率范围内提取出的图表。此外，图3a(及后述的图4a)的图表表示从开始获取数据起20秒后～25秒后的期间的数据。
[0034]
在图像处理器3中，如图3b所示那样对图像2im的明度的时间变化的波形进行傅里叶变换，进行频率解析(换句话说，解析明度相对于频率的功率谱)，从而能够检测脉动与震颤。
[0035]
例如，在图像2im的明度的功率谱中能够将功率的最大值附近区域pu检测为脉动，另外将表示最大值的频率fp设为心率。而且，根据检测出的脉动的强度或者心率的频率，也能执行脉动是否正常的评价。明度相对于频率的功率谱中，一般而言，多个极大值附近区域之中最低的频率的区域(基波)为最大值附近区域，表示脉动。此外，在此也会出现极大值随着频率升高而逐渐减少的高次谐波pu’。
[0036]
还有，例如，在图像2im的明度的功率谱中极大值随着频率升高而减少后，能够将暂时上升时的极大值附近区域检测为震颤th。该情况下，比检测为震颤的极大值附近区域靠前的极大值附近区域，能够视为上述的高次谐波pu’。而且，根据检测出的震颤的强度或者其有无，也能执行震颤是否正常的评价。另外，在图3b中，除了以附图标记th示出的震颤以外也会出现震颤th’。
[0037]
另外，在图像处理器3中，检测脉动与震颤的具体方法此外还能实施各种各样的方法。例如，也能通过深度学习或者lidar(light detection and ranging)等来检测脉动与震颤。
[0038]
这样，非接触血管解析装置1代替以往的听取声音的方法和感知脉搏的动向的方法，使用图像取得器2与图像处理器3来检测脉动与震颤，由此不对场所加以限定而能容易以非接触的方式解析血管的状态。此外，非接触血管解析装置1是简易的结构。另外，非接触血管解析装置1并不接触患者，因此能够在没有接触造成的对血管的影响的状态下进行解析。
[0039]
另外，非接触血管解析装置1具备显示装置6(参照图1)，能够向显示装置6输入来自图像处理器3的显示数据3s，同时或者选择性地显示图3a或图3b中示出的那样的图表。
[0040]
此外，拍摄并不局限于动静脉血管吻合部，只要是因动脉与静脉的吻合对血流造成影响的血管，即便是其他部位的血管也能够进行拍摄。即便是远离动静脉血管吻合部的部位，明度也会如图4a所示那样随时间一起变化，如图4b所示那样能够检测脉动与震颤。
[0041]
非接触血管解析装置1也能够将整体设为一体，例如也能使用智能手机或笔记本型个人计算机等的带相机的终端。
[0042]
以上，对本发明的实施方式所涉及的非接触血管解析装置进行了说明，但本发明并未被限于上述实施方式所记载的内容，能够实施权利要求书所记载的事项的范围内的各种设计变更。
[0043]-符号说明-[0044]
1非接触血管解析装置
[0045]
2图像取得器
[0046]
2im图像
[0047]
3图像处理器
[0048]
3a程序存储器
[0049]
3bcpu
[0050]
3c工作存储器
[0051]
3d计算机系统的其他部分
[0052]
3s显示数据
[0053]
4光照射器
[0054]
5遮光箱
[0055]
6显示装置
[0056]
fp图像的明度的功率谱中功率表示最大值的频率
[0057]
pu基于脉动的大且缓慢的变化
[0058]
pu图像的明度的功率谱中的功率的最大值附近区域(基波)
[0059]
pu’高次谐波
[0060]
th基于小的震颤的急剧的变化
[0061]
th，th’震颤。