CN100352402C - 使用led光源定位身体表浅静脉或特定组织的装置 - Google Patents

Abstract

一种使用LED光源定位身体表浅静脉或特定组织的方法，是运用血管中的血红素会特定吸收红色光、以及红光的穿透力较强可穿透脂肪组织的原理，以紧贴皮肤照射的方式，而放射出波长600-650nm的红光，利用红光可以穿透脂肪组织，而且可凭借脂肪组织而产生光线传输和产生折射与漫射现象，进而产生侧向扩散照明的效果，促成身体表浅的血管因较易吸收红色光，会在红光扩散照明之下显出明显的阴影，使得医护人员以裸视的方式就能够清楚看得病患的皮下组织的血管大小、弯曲状态与分叉状态，故可确实选择合适的血管位置和进行血管进针，不会有盲目扎针的情形，可有效解决脂肪层较厚的病人找不到血管的问题。

Description

使用LED光源定位身体表浅静脉或特定组织的装置

技术领域

本发明涉及一种使用LED光源定位身体表浅静脉或特定组织的方法及装置，特别涉及一种以波长600-650nm红色光源来显现血管影像的方法及装置。

背景技术

一百多年前，人类的医学进步到开始运用血管穿刺术(Veinopuncture)来抽血和输入或输入如血液、生理盐水等液体。但实施这种医学技术的关键所在，就是首先要设法找到人体的血管后，才能下针穿刺血管进行后续的治疗处理，如果无法找到血管，就难以施行抽血、给药、输液或其它经血管而进行的诊断或治疗。尤其是当必须抢救病人时，如何快速地在病人身上找到血管以建立输液路线，就显得相当重要。

而现今临床上所使用的定位血管的方法有以下几种：

1、目视法—以裸视来寻找和定位血管。

这种方法仅适合于静脉位置较表浅且突出的病人，但对于皮下组织的血管大小、弯曲与分叉的状态，实际上并无法保证可以了然一切。

2、触摸法—以触摸的感觉来寻找和定位血管。

这种方法是医护人员凭借常年的经验积累，以触摸皮肤的感觉，而分辨出血管与脂肪组织的质性不同，以定出血管的位置。这种方法通常使用于不易见得到血管的病人，特别是肥胖或皮下脂肪肥厚的病人。

不过，这种方法的属性是属于间接法或盲目法，完全依据医护人员的经验积累，所以，失败率不低。

3、解剖位置—以解剖学的基础来寻找和定位血管。

这种方法是利用人类身体某些部位的血管相对位置是极为固定，纵使看不到血管，仍无损医护人员对于血管位置的认定。但由于人与人之间仍存有解剖上的个体差异，对于需要极为精确的血管位置以利进针的医护人员来说，这种方法的失败率极高，所以，这种方法仅提供医护人员作为进针的参考。

4、超音波或都卜勒装置—利用超音波来侦测血管的位置。

这种以超音波或都卜勒效应来侦测血管位置的设备，已经为血管科所使用，但价格昂贵，又不易推行，且提供的影像必须借监视器来表现，使用上并不能协助医生能够实时即地(real time，in situ)地观察到病人皮肤下方的血管，以进行进针的动作。

虽然另有以声音来协助寻找位于侦测器下方的血管，以便进行注射，但这种方法仍无法提供皮肤下方血管的血路分枝或血管状态的直接影像资料。

5、红外线或近红外线—利用血管温度来侦测血管的位置。

这种方法的原理是假定皮肤下的血管因为从身体携带热能流经体表，因此血管的温度理论上高于周围组织的温度，利用红外线或近红外线侦测器以热显影像的方式将影像表现于监视器上，使得视察者可得知皮肤下的血管分布状态。但这种方法的缺点是，仍旧是要装备价格昂贵的红外线摄像仪，又不易推行，使用上，并不能协助医生能够实时即地地观察到病人皮肤下的血管，以进行进针的动作。

6、利用热显像物质或由其组成制成的热显像贴纸—同样是利用血管温度来侦测血管的位置。

利用血管内的热量具有辐射特性，因此使用热显像贴纸覆盖在血管上方的上皮肤表面时，热显像贴纸就可以呈现出血管的影像。但这种热显像贴纸的影像解析度和影像对比品质较差，仅能提供皮肤下的血管其大约位置。此外，这种以传导与辐射方式将热能传至热显像贴纸上的作业时间，需历时5分钟以上，才能使涂覆在皮肤上或贴覆在皮肤上的热显像贴纸获致显像的效果，所以使用上并不实用。尤其当病人的皮下脂肪过厚时，热显像贴纸的显像效果品质就相当差。

7、光子声振原理(photoacoustic method)—利用红外线与特定频宽与频率的震动波，将皮下组织的血管区别出来。

目前已经应用于乳癌病人或其它血管病变的病人中，以观察血管的型态。但其缺点仍旧为设备复杂昂贵、影像只能呈现于监视器上，使用上，并不能协助医生能够以实时即地的方式观察到病人皮肤下方的血管，以进行进针的动作。

8、冷光蛇形灯—利用临床上所用的冷光源，常用于进行儿童手掌部位的照射。

其缺点为：照度不足，机器体积过大，易产热，不易携带，且价格昂贵，无法使用于掌部以外的区域。

发明内容

以上所提到的血管显现影像方法及装置，仍各有其缺点，尤其在检视皮下组织的血管时，都不能实时即地显现皮下组织的血管大小、弯曲状态与分叉状态。当医护人员要为病人下针时，并不能协助医护人员以裸视的方式就能看得到血管的大小、以及血管的弯曲与分叉状态。

因此，脂肪层较厚的病人仍旧会因找不到血管而受到盲目扎针的情形，或者，因为进针进到不当或转折的血管，使得输液产生困难或发生针头遗落等情况，或是针头穿破血管而导致血液流入血管外的组织，而造成瘀血。以上种种情形，都会造成病患的身心受到伤害。

据此，本发明的主要发明目的之一，是在揭示使用以LED、氙气灯泡或钨丝灯泡为光源来定位身体表浅静脉或特定组织，但以使用红色LED光源的效果最佳，尤其所发明的光源定位显现装置具有轻、薄、短、小的特性，装备相当简易且易于携行，使用时，可实时即地显现病患的皮下组织的血管大小、弯曲状态与分叉状态，可帮助医护人员以裸视的方式就可选择合适的血管位置和进行血管进针，不会有盲目扎针的情形。

本发明的另一主要发明目的，是在揭示一种使用红色LED光源定位身体表浅静脉的方法，运用血管中的血红素会特定吸收红色光谱、和红光的穿透力较强力可穿透脂肪组织，当以波长600-650nm红光光源紧贴皮肤照射后，利用红光穿透脂肪组织时会产生光线传输和产生折射与散射(scattering)的现象，故具有侧向扩散照明的效果，且在红光扩散照明之下，可促成皮肤的皮下表浅血管因较易吸收红色光而显出明显的血管阴影，从而，可协助医护人员以裸视的方式就能够清楚看得到病患的皮下组织的血管大小、弯曲状态与分叉状态，可确实选择合适的血管位置和进行血管进针，不会有盲目扎针的情形，和有效解决脂肪层较厚的病人找不到血管的问题。

本发明的又一主要发明目的，系在揭示一种使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法，运用人类肉眼所具有的视觉暂留原理，和同时运用不同波长光源对身体表浅组织有不同的折射角原理，以间歇性的时间差方式，轮流放射出二种以上不同波长的LED光源，例如，按照固定间隔的时间差轮流放射出红光、绿光和蓝光，可促成身体表浅组织的轮廓界限因不同波长光源的折射角关系，会显现不相同的轮廓界限，再配合以间歇性的时间差显现不相同的轮廓界限的关系，可刺激人类的肉眼视觉对原本静态的身体表浅组织反而产生动态的错觉，借由视觉上的身体表浅组织影像呈现宛如是动态活动的组织细胞，就可很容易鉴别身体表浅的不同组织界限。因此，本发明所示的使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法，可应用来鉴别例如皮肤病、黑色素瘤、及脂肪瘤等。

附图说明

图1为本发明所示的光源定位显现装置的外观示意图。

图2为第一图所示的光源定位显现装置在不同的使用状况下可塞入搭配件以便利使用的示意图。

图3为本发明所示的光源定位显现装置设有多色光LED基座，且至少设置有一红色LED芯片的示意图。

图4为说明本发明使用红色LED光源定位身体表浅静脉的方法及其说明示意图。

图5为本发明所示的光源定位显现装置的使用状态图，说明可具体实施图4所示的方法。

图6为说明本发明使用红色LED光源定位身体表浅静脉的另一种方法及其说明示意图。

图7为本发明所示的光源定位显现装置的使用状态图，说明可具体实施图6所示的方法。

图8为说明本发明使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法及其说明示意图。

附图标识

10、光源定位显现装置    11、进针槽

12、LED基座             13、背光板

14、LED晶片             15、红色LED晶片

16、控制开关            17、白光LED基座

18、固定系带            19、搭配件

20、手掌部位            21、皮肤

22、手臂部位            23、血管

25、脂肪组织            27、组织

a1、第一影像界限        b1、第二影像界限

c1、第三影像界限        A、视角方向

B、血管阴影

具体实施方式

参照附图，将详细叙述本发明的具体实施方案。

请参考图1，本发明所示的光源定位显现装置10，是一种以LED为光源或以氙气灯泡或钨丝灯泡为光源来定位身体表浅静脉或特定组织的装置，但以使用红色LED光源的效果最佳，可应用于打针、静脉注射、血管搜寻、和鉴别身体表浅的不同组织界限。尤其是如图5及图7所示，可实时即地显现病患的皮下组织的血管大小、弯曲状态与分叉状态，可帮助医护人员以裸视的方式就可选择合适的血管位置和进行血管进针。

该光源定位显现装置10的本体顶面，设有一缺口状的进针槽11，且该进针槽11的缺口形状，以设成U型、V型、或类似U型或V型为较佳实施例。

在该光源定位显现装置10的本体顶面上，且位于在该进针槽11的一侧或者二侧，又设有一个或一个以上的LED基座12。而且，如图3所示，该LED基座12可选择性的设置成仅具有单片红色LED晶片15，以放射出波长范围为600-650nm的红光，或者，可设置成具有多个LED晶片14，能够放射出不同波长及不同颜色的光源，但其中至少包括一片红色LED晶片15，可放射出波长范围为600-650nm的红光。

而且，每个LED基座12的每个LED晶片14，包括红色LED晶片15和其它LED晶片，都分别与设在该光源定位显现装置10内部的集成电路IC的接点构成连接，因此，经由选择操控该光源定位显现装置10的控制开关16，就可选择性的控制全部LED基座12、或部分LED基座12、或单一个LED基座12发射光源，以及，可选择性的控制LED基座12发射红色光源、或包括白光的其它颜色光源，以及，可令每个LED基座12执行以间歇性的时间差方式，轮流放射出不同波长及不同颜色的LED光源。

此外，如图2、图5及图6所示，在不同的使用状况下，在该光源定位显现装置10的进针槽11的缺口内部，可塞入一片类同形状的搭配件19，将该光源定位显现装置10的进针槽11填平，或者，也可将该光源定位显现装置10设成具有固定系带18，以便利使用者使用本发明所示的光源定位显现装置10。

同时，该光源定位显现装置10的LED基座12，均设有弧形的背光板13，以加强LED基座12放射光源的效果。或者，在该光源定位显现装置10的本体侧面上，亦可再增设能够放射出白光的LED基座12，以提供照明用途使用。

而本发明使用LED光源定位身体表浅静脉或特定组织的原理，是运用血管中的血液含有血红素，以红光照射时，红光会被血液的血红素吸收，而且，红光的穿透力较强力，可穿透身体表浅部分的脂肪组织外，同时，因为身体表浅部分的脂肪组织因为没有肌肉存在的关系而具有传输光线的功能，当以波长600-650nm红色光源紧贴皮肤照射后，红光可穿透脂肪组织，并借由脂肪组织而产生光线传输和产生反射与散射(scattering)现象，进而形成具有侧向扩散照明的效果，且促成身体表浅的血管因较易吸收红色光，会在红光扩散照明之下显出明显的阴影。

因此，本发明使用LED光源定位身体表浅静脉的方法，有二种使用方式。第一种使用方式，如图4及图5所示，是运用红光的穿透力较强力，可穿透身体表浅部分的脂肪组织25，以及基于血管23中的血红素的会吸收红色光的特性，故类似X光的原理。当视角方向以图式所示的A视角方向表示时，以红光从A视角方向的对侧照射后，在A视角方向的一侧就可看到光源对侧的表浅组织的血管23显现在皮肤21上面的血管阴影B。

根据这种方法，当使用者的手掌部位20与本发明所示的光源定位显现装置10紧密贴合后，利用该光源定位显现装置10发射出波长600-650nm红色光源，就可在使用者的手掌部位20背面的皮肤21上面，显现明显的血管阴影B。

第二种使用方式，如图6及图7所示，是属于利用扫描(Scanning)方式来观察血管23，利用身体表浅部分的脂肪组织25，经直行光源照射后，除了一部分会直线穿透外，其它光线会产生反射及侧向扩散作用，故具有侧面照明的作用。

而多数病人的表浅静脉之所以看不到的原因，是因为血管23埋在脂肪组织25中，被脂肪组织25所覆盖，因此在可见光之白光下，无法看穿脂肪组织25下的血管23。所以，利用至少一个红色光源的LED光线可穿透脂肪组织25，且能深入脂肪组织25并进行反射与产生侧向扩散照明，便可将单一光源旁边或两个光源中间所存在的血管23影像以血管阴影B呈现出来。

根据这种方法，以固定系带18将本发明所示的光源定位显现装置10固定在使用者的手臂部位21上，而且令使用者的手臂部位21与本发明所示的光源定位显现装置10构成紧密贴合，使得该光源定位显现装置10所发射出的光线，不会由侧向外露出来后，利用该光源定位显现装置10发射出波长600-650nm红色光源，则在该光源定位显现装置10的进针槽21内的手臂部位22的皮肤21上面，以图式所示的A视角方向为准，就可显现明显的血管阴影B，且可直接进行血管23进针。

以上二种使用本发明所示的光源定位显现装置10的方法，可协助医护人员以裸视的方式就能够清楚看到病患的皮下组织的血管23路径与血管2 3的大小、弯曲与分叉状态，可确实选择合适的血管位置和直接进行血管进针。相对于目前所使用的血管显现影像方法，本发明可实时即地(real time，in situ)观察以进针，精确度高，所以可避免盲目扎针的情形，可有效解决脂肪层较厚的病人找不到血管的问题。

而本发明所揭示的使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法，是运用人类肉眼所具有的视觉暂留原理，和同时运用不同波长光源对身体表浅组织有不同的反射角原理，以间歇性的时间差方式，轮流放射出不同波长的LED光源，使得身体表浅组织的轮廓界限因不同波长光源的反射角关系，会显现不相同的轮廓界限，再配合以间歇性的时间差显现不相同的轮廓界限的关系，可刺激人类的肉眼视觉对原本静态的身体表浅组织反而产生动态的错觉，借由视觉上的身体表浅组织影像呈现宛如是动态活动的组织细胞，就可很容易鉴别身体表浅的不同组织界限。

根据这种方法，可促成本发明所示的光源定位显现装置10可应用于鉴别或定位身体表浅组织。这里以图8为说明例，当本发明的光源定位显现装置10执行以间歇性的时间差方式轮流放射出三种不同波长及不同颜色的LED光源时，需要被鉴别的身体表浅组织27，因反应不同波长光源的反射角不同的关系，经照射后，该身体表浅组织27的轮廓界限，会循环地轮流显现不相同轮廓界限的第一影像界限a1、第二影像界限b1及第三影像界限c1，使得人类的肉眼视觉对原本静态的该身体表浅组织27反而产生动态的错觉，借此刺激人类的肉眼视觉，使得身体表浅的不同组织27界限可以很容易鉴别出来。

因此，本发明所揭示的使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法，可应用的范围相当广泛，包括可应用于在正常组织内区别良性活纤维瘤与恶性肿瘤，因为良性活纤维瘤与恶性肿瘤的组织质性不同，组织中的微血管含量与分布也不同，与正常组织的质性亦不同，利用本发明所示的光源定位显现装置10的特定不同波长光源照射，可以清楚区分出正常组织、良性活纤维瘤与恶性肿瘤的界线。同理，本发明所示的使用LED光源定位身体表浅特定组织的方法，亦可应用来鉴别例如皮肤病、黑色素瘤、及脂肪瘤等。

Claims (7)

1.一种光源定位显现装置，其特征在于，设有呈缺口状的进针槽，且在该进针槽的旁边，至少设置一个可放射出波长600-650nm红光的LED光源，应用于定位身体表浅静脉或特定组织。

2.根据权利要求1所述的光源定位显现装置，其特征在于，在所述进针槽的旁边，至少设置一个可放射出二种以上不同波长及不同颜色光的LED光源。

3.根据权利要求1所述的光源定位显现装置，其特征在于，在所述进针槽的旁边，至少设置一个可执行按照间歇性时间差而循环放射出二种以上不同波长及不同颜色光的LED光源。

4.根据权利要求1所述的光源定位显现装置，其特征在于，在所述进针槽的旁边，至少设置一个氙气灯泡或钨丝灯泡光源。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源定位显现装置，其特征在于，所述进针槽的缺口形状是设成呈U型或V型形状。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光源定位显现装置，其特征在于，所述的光源定位显现装置设有搭配件，可塞入和填平该进针槽的缺口。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光源定位显现装置，其特征在于，所述的光源定位显现装置设有固定系带。

Images