[發明專利]一種多光譜三維靜脈圖像顯示裝置

無效

• 申請號: 201210313052.5
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102813504A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 周雅;胡曉明;林俊清;吳兆國;代曉彬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是醫療輔助儀器，具體涉及的是一種紅外靜脈立體成像的虛擬增強顯示方法，利用該設備可實現患者靜脈的采集，并直接投影到患者的體表上，輔助醫生完成靜脈穿刺的三維導引。

背景技術

靜脈穿刺是一項非常普通而又非常重要的醫療操作，特別是在緊急情況下要迅速搶救危重病人時，能快速穿刺成功顯得尤為重要。但要迅速并準確地進行靜脈穿刺卻并非易事：肥胖病人由于皮下脂肪較厚，靜脈較深，靜脈穿刺時必須把止血帶扎的很緊；水腫病人由于其組織水腫的掩蓋，不容易看清和摸到血管，扎緊止血帶后，還需要用手指壓迫血管穿刺處，并且動作要相當迅速，否則局部水腫又將導致靜脈無法看清；年齡小，不合作的兒童，靜脈穿刺時常常需要經驗非常豐富的護士，并且至少要扎2根止血帶；周圍循環衰竭病人，尤其是失血性休克病人，其淺表靜脈隱沒，血管塌陷，其靜脈穿刺非常困難。

為了解決靜脈血管難以查找的問題，國內外做出了不少相關研究，主要的顯影方法由激光掃描式的、透射式的和基于紅外光反射式的顯示儀顯像和基于紅外光反射式的反投影顯像。

2008年浙江大學現代光學儀器國家重點實驗室研究的雙波長激光掃描投影顯示系統是利用激光掃描來進行顯影。其工作原理是紅外激光器發射的紅外激光經過二相色性反射鏡反射，再先后經過行掃描振鏡反射和場掃描振鏡反射，最后以一定的軌跡掃描患者的皮膚區域。當控制單元打開可見光激光器，可見光先后經過二相色性反射鏡、行掃描振鏡和場掃描振鏡等光學設備照射患者皮膚區域，從而顯示出靜脈血管的位置信息。

我國南京林康醫療科技有限公司2005年專門針對患者因淺靜脈隱匿難辨設計的手背靜脈顯像系統，它采用獨特的光譜(紅光)投射原理，大大增強血管與周圍組織對比度，使手背靜脈清晰可見，同時保留了血管的真實性。

反射式紅外成像投影系統是目前該領域研究比較多的。美國的Luminetx公司的技術人員從1999年開始研究反射式紅外靜脈成像技術，開發成功了靜脈觀察儀。紅外光投射在患者穿刺部位上，含有皮下靜脈分布信息的反射紅外光被攝像機接受成像，計算機系統對這種圖像進行實時增強處理，然后由投影儀投射到患者手臂的表面，使被照區域的皮下靜脈軌跡清晰的顯示在皮膚上。

然而，這些技術的最終成像都是二維信息，沒有血管的深度信息，另外，不同層次的血管成像在二維圖像上會產生虛相交的情況，由此帶來的問題是在實施穿刺時無法正確把握穿刺的深度，以及虛交點會影響護士對血管的選擇。于是，本文提出了利用雙目立體視覺對靜脈成三維信息圖像的顯示系統，并能夠使所成的像準確投影到皮膚對應區域。

發明內容

本發明的目的是解決由于肥胖、深膚色、貧血、血壓過低、紅血球增多癥、靜脈質量差和外周血管收縮等引起的靜脈不易查找的問題，以提高靜脈穿刺的成功率，減少病患的痛苦，爭取搶救的時間。

本發明是利用血液對紅外光線的吸收強于周圍組織的吸收，紅外光線照射在皮膚區域經紅外攝像機上所成的圖像，其血管較周圍組織明顯偏暗，由此，就能得到對比度清晰的圖像。

本發明由紅外多光譜光源(4)、紅外攝像頭(3)(兩個或多個)、可見光截止紅外透過濾色片(2)和投影顯示單元(7)。其特征為：靜脈顯影儀有多光譜光源(4)、紅外攝像頭(3)(兩個或多個)、可見光截止紅外透過濾色片(2)(兩個或多個)和投影顯示單元(7)。其中紅外多光譜光源(4)包括800nm～940nm不同波長光源的LED分時復用；可見光截止紅外透過濾色片(2)安置在紅外攝像頭(3)的前端，其特性是可有效地濾除可見光，只透過紅外波段的光線，以保證紅外攝像機采集到的圖像成像質量；兩個或多個紅外攝像頭(3)以一定距離安置在患者待檢測區域(1)的兩側，然后將兩個圖像傳送到計算處理單元(6)處理后形成具有深度信息的偽彩色圖像傳送到投影儀；投影儀將得到的圖像準確無誤的反投射到患者待檢測區域(1)。

本發明還可以包括：

1、本發明所采用的紅外多光譜光源(4)設計成圓盤的形狀，以便在照射區得到均勻的光強。光盤上可安置兩圈或多圈的LED燈，每圈的光源是同一種波長，不同波長光源的開關及轉換時間可由電路控制，其轉換頻率要和紅外攝像頭(3)的采集頻率同步。

2、本發明為了得到清晰的圖像可使用提高紅外光源功率的方法，也可采用提高攝像機采集光強性能的方法，例如：在被測皮膚區域涂水或者凡士林等介質以減少皮膚對紅外光的直接反射；設置紅外攝像機和光源的角度；在紅外攝像機前加光學鏡片等方法。