末梢血管マッピング用パノラマ近赤外線イメージングデバイス
Panoramic Near-Infrared Imaging Device for Peripheral Vascular Mapping
静脈不全、表在静脈血栓症、局所的な出血性損傷などの病状に関連する表在末梢血管網の縦断的マッピングにおいて、既存のモダリティはオペレーター依存性、高コスト、または広視野カバレッジの提供ができないという課題があった。本研究では、850 nmで動作する、比較的迅速かつ費用対効果の高い自動パノラマ近赤外線(NIR)イメージングシステムを設計し、その実現可能性を実証した。総取得時間は30秒。プロトタイプは、モーター駆動の回転取得フレーム、共局在照明、側面ミラー強化、およびタイムオブフライト(ToF)距離センサーを統合している。コントラスト制限適応ヒストグラム均等化(CLAHE)、ブラックハット形態フィルタリング、Otsu二値化、構造テンソルベースの直径定量化、および写真測量3D再構成を組み合わせたカスタム画像処理パイプラインを、5人の健常ボランティアのデータに適用した。最適な取得パラメータ(露出30 ms、アナログゲイン3.5)が系統的な特性評価により特定された。このパイプラインは、35 cmの視野を持つ静脈構造を確実に分離し、平均表在静脈径は2.69 ± 1.48 mmであり、公開されている解剖学的参照と一致した。参加者ごとに、四肢のパノラマテクスチャマッピングされた3D表面再構成が生成された。このシステムは、表在静脈の迅速でオペレーター非依存的なパノラマビューを提供し、将来の縦断的モニタリングに適しており、形態学的および容量的な血管変化の追跡のためにデュプレックス超音波の補完的なツールとして有望である。
- 850nmで動作する自動パノラマ近赤外線イメージングシステムのプロトタイプを設計し、実現可能性を実証した。総取得時間は30秒で、35cmの視野を持つ静脈構造の分離に成功した。
- 5人の健常ボランティアのデータで、平均表在静脈径2.69±1.48mmを計測し、公開されている解剖学的参照と一致した。
- デュプレックス超音波の補完的ツールとして、形態学的および容量的な血管変化の追跡に有望と位置付けている。
本研究は、既存のモダリティ(超音波など)に比べ、オペレーター非依存・低コスト・広視野で末梢静脈の縦断的マッピングを可能にする近赤外線イメージングデバイスのプロトタイプ実証であり、静脈疾患のモニタリング市場における新規診断ツールとして投資判断に資する。ただし、5人の健常ボランティアのみでの実証であり、臨床応用や規制承認にはまだ時間がかかる点は留意が必要。