CN102764109A - 一种静脉查看系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种静脉查看系统，该静脉查看系统包括控制系统(1)、可见激光(2)、近红外激光(3)、MEMS扫描振镜系统(4)、红外探测器(5)；通过控制MEMS扫描振镜系统(4)，使用近红外光进行二维扫描，再经由输入控制系统(1)，将红外探测器(5)测得的红外散射光信号读入到控制系统(1)的图像输入缓存部分，再经由图像处理部分进行图像处理，将处理后的图像传到2D成像控制器(10)，来控制可见激光的投影成像，将与实物大小成1:1比例的静脉影像投射到被测皮肤表面，并与被测皮肤表面静脉实际位置在水平方向重合。通过本发明的静脉查看系统大大提高了医护人员对静脉定位的准确性，减少了导致误操作或重复操作造成的医疗纠纷，减少病人疼苦，缩短医疗时间。

Description

一种静脉查看系统

技术领域

本发明涉及一种医疗器具，尤其涉及一种静脉查看系统。

背景技术

静脉注射和静脉采血、输血是抢救和治疗患者的重要措施之一，也是一种极常见的医疗手段，但是由于皮下结构(如血管深度、脂肪组织、皮肤色素、血管内血容量)的复杂性，往往阻碍了肉眼下静脉穿刺过程的实施。对于一些静脉血管不明显的患者，如新生儿、儿童、肥胖人群、及某些种族的人群，即使是熟练的护士，也很难准确地找到静脉所在位置，所以往往要经过多次操作才可以注射成功，这样会增加病人的痛苦。更严重的是，在某些紧急情况下，每延误一次时机都可能带来严重的后果。因此，如何快速而准确的对静脉进行定位显得非常重要。目前在医院里的实践操作中，也采用了各种方法试图更快地找到病人的静脉，如：

（1）利用止血带绑扎的办法，这是目前最传统，也是最常用的一种手段，但是对于前一种的患者来说，这种方法往往是不奏效的。

（2）利用血管超声透视器，但该仪器的操作使用比较繁琐，设备和技术的要求较高，对医护人员的要求较高，而且体积较为庞大，所以其应用受到了一定的限制。

发明内容

为克服现有技术的不足与操作的困难性，根据近红外光可以被血液强烈吸收而被其他人体组织散射的特性，本发明提供了一种静脉查看系统。

本发明的主要目的是提供一种静脉查看系统，以快速而准确地确定静脉位置。

为了实现上述目的，所述静脉查看系统包括控制系统(1)、可见激光(2)、近红外激光(3)、MEMS扫描振镜系统(4)、红外探测器(5)；所述控制系统(1)包括电源部分（11）、显示部分（91）与控制输入部分（92）、主控单片机部分（9）、图像输入缓存、图像处理系统、2D成像控制器(10)；所述可见激光发生器(2)包括可见激光功率反馈部份(21)、可见激光功率调节部分(22)、可见激光二极管（23）、可见激光开关控制与可见激光激光准直部分（24）；所述近红外激光发生器(3)包括近红外激光功率反馈部分（31）、近红外激光功率调节部分（32）、近红外激光二极管（33）、近红外激光开关控制与近红外激光激光准直部分（34）；所述MEMS扫描振镜系统(4)包括行扫描驱动部分、场扫描驱动部分与扫描振镜；以及所述红外光电探测器(5)包括聚光透镜（52）、滤光片（51）、光电探测管（53）、信号放大部分（54）。

优选地，所述控制系统(1)的显示部分为TFT真彩屏。

优选地，所述控制系统(1)的电源部分是电池供电或交流适配器供电。

优选地，所述近红外激光发生器（3）还包括温度探头、红光瞄准光发射装置以及光纤连锁报警装置。

优选地，所述可见激光的波长可调，所述近红外激光的波长可调。

更优选地，所述可见激光的波长为600nm，所述近红外激光(3)的波长为780nm。

本发明的另一目的是提供一种使用所述的静脉查看系统进行静脉定位的方法，所述方法包括：

（1）信号输入步骤，通过所述控制输入部分92实现控制参数的输入；

（2）近红外激光的发射步骤，所述近红外激光功率调节部分（32）根据所述近红外激光功率反馈部分（31）形成的反馈控制所述近红外激光激光二极管（33）恒定功率的输出，再由所述近红外激光准直部分（34）对所述近红外光信号进行准直供所述MEMS扫描振镜系统（4）进行投影，所述近红外激光开关控制与所述控制系统（1）相连接，以控制所述近红外激光的发射与终止；

（3）静脉二维扫描成像步骤，通过所述主控单片机（9）控制所述MEMS扫描振镜系统（4）检测静脉位置的近红外激光散射光，通过所述行扫描驱动部分给所述扫描振镜系统（4）施加行扫描激励信号，同时通过所述场扫描驱动部分给所述扫描振镜系统（4）施加场扫描激励信号，实现所述扫描振镜镜面的往复转动以控制所述近红外激光散射光在平面上的二维成像；

（4）静脉二维图像处理步骤，由所述静脉二维扫描成像步骤形成的散射光经所述聚光透镜收集后，通过所述滤光片（51）滤除所述散射光其中存在的使用环境中的可见光及其它杂散光信号并传给所述光电探测管（53），随后所述信号放大器（54）将所述光电探测管（5）采集到的光电信号进行放大后传给所述控制系统（1）。

（5）静脉显影步骤，所述处理后的图像传到所述2D成像控制器(10)，所述可见激光功率调节部分(22)根据所述可见激光功率反馈部分(21)形成反馈来控制所述可见激光二极管（23）恒定功率的输出，再经由所述可见激光准直部分(24)对所述可见光信号进行准直供所述MEMS扫描振镜系统(4)进行投影，将静脉影像投射到被测皮肤表面(8)，并与被测皮肤表面静脉实际位置在水平方向上重合；所述可见激光开关控制与控制系统(1)相连接，以用来控制所述可见激光的发射与停止；以及

（6）信号输出步骤，通过所述显示部分(91)实现所述信号输出步骤的状态显示。

本发明提供的静脉查看系统非接触、安全、无痛苦，便于操作，能快速而准确的对静脉进行定位，在某些紧急情况下，避免延误时机带来的风险。

附图说明

图1为本发明静脉查看系统的治疗过程示意图；

图2为本发明的结构静脉查看系统示意图；

图3为本发明静脉查看系统的原理图。

附图标记说明如下：

图2：控制系统1、可见激光发生器2、近红外激光发生器3、MEMS扫描振镜系统4、红外探测器5、红外扫描轨迹6、红外散射光7、待测体表8；

图3：主控单片机9、2D成像控制器10、电源系统11、供电系统12、图像显示缓存13、图像采集缓存14、液晶显示系统91、控制按键92、蜂鸣器93、RS232接口94、激光出光指示95、报警系统96、可见激光功率反馈部份21、可见激光功率调节部分22、可见激光二级管23、可见激光准直部分24、红外激光功率反馈部分31、红外激光功率调节部分32、红外激光二级管33、、红外激光准直部分34、滤光片51、聚光透镜52、光电探测管53、信号放大部分54。

具体实施方式

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

实施例

请参见图1，图1为本发明治疗过程示意图。静脉查看系统使用780nm近红外激光检测被测皮肤表面静脉位置，再通过波长为660nm可见光在被测皮肤表面进行投影，直接将被测皮肤表面静脉显示在被测皮肤表面上，且与被测皮肤表面静脉实际位置在水平方向上重合，医护人员即可进行抽血或注射。使用静脉查看系统进行静脉查看时，优选将设备直接置于静脉的上方。如果静脉查看系统的定位正确，静脉显示也会很准确而且在被测皮肤上方任何角度都可以进行观察。

请参见图2，图2为本发明结构示意图。静脉查看系统包括控制系统1、可见激光发生器2、近红外激光发生器3、MEMS扫描振镜系统4、红外探测器5。

控制系统1包括电源部分11、显示部分91与控制输入部分、主控单片机部分9、图像输入缓存部分、图像处理系统、2D成像控制器10。电源部分11为电池输入或交流适配器输入，负责给整个系统供电。显示部分91与控制输入部分92提供人机接口，用以实现控制参数的输入与状态显示。

主控单片机9通过控制MEMS扫描振镜系统4，使用780nm近红外光进行二维扫描，再经由输入控制系统1，将红外探测器5测得的红外散射光信号7读入到控制系统1的图像输入缓存部分（图中未示出），再经由图像处理部分（图中未示出）进行图像处理，将处理后的图像传到2D成像控制器10，来控制可见激光（本系统选用的是660nm波长的激光）的投影成像，将与实物大小成1:1比例的静脉影像投射到被测皮肤表面，并与被测皮肤表面静脉实际位置在水平方向重合。通过本发明的静脉查看系统大大提高了医护人员对静脉定位的准确性，减少了导致误操作或重复操作造成的医疗纠纷，减少病人疼苦，缩短医疗时间。

请参见图3，图3为本发明静脉查看系统的原理图。

电源部份11由电池或电源适配器经过各电源模块转换成系统需要的各个电压给供电系统12，由供电系统12给整个系统供电。液晶显示系统91、控制按键92、蜂鸣器93、RS232接口94、激光出光指示95、报警系统96都直接与主控单片机9相连接，主控单片机9还与2D成像控制器10、图像显示缓存13及图像采集缓存14相连接。主控单片机9控制2D成像控制器10，通过MEMS扫描振镜系统4使用780nm近红外光进行2D扫描，再由输入控制系统（图中未示出），将红外探测器5测得的经被测皮肤表面散射的光信号7读入到输入缓存（图中未示出），再由主控单片机9进行图像处理，将处理后的图像传到2D成像控制器10，来控制可见激光（本系统选用的是660nm激光）的投影成像，将静脉影像投射到被测皮肤表面。其中红外激光发生器3与可见指示激光发生器2分别包含准直镜34、24。红外光电探测器5包含滤光片51、聚光镜52、光电探测管53及驱动板54。

本系统中选用的近红外激光是780nm激光器，包括红外激光功率反馈部分31、红外激光功率调节部分32、红外激光二级管33、红外激光开关控制（图中未示出）与红外激光准直部分34，红外激光功率调节部分32根据红外激光功率反馈部分31形成一个反馈来控制红外激光二级管33进行输出，再由红外激光准直部分34对光信号进行准直供MEMS扫描振镜系统4进行投影，红外激光开关控制与控制系统1相连接，以控制近红外激光的发射与终止。

2DMEMS扫描振镜系统4包括行扫描驱动部分、场扫描驱动部分（图中未示出），通过行扫描驱动部分给扫描镜施加行扫描激励信号与场扫描驱动部分给扫描镜施加场扫描激励信号，实现扫描镜镜面的往复转动，来控制近红外激光散射光在平面上进行2D成像。

红外光电探测器5包括滤光片51、聚光透镜52、光电探测管53、信号放大部分54。滤光片51滤除使用环境中的可见光及其它杂散光信号后，聚光透镜52将散射光收集传给光电探测管53，信号放大器54将光电探测器5采集到的光电信号经放大后传给控制系统1进行静脉识别。

本系统中选用的可见激光发生器2是660nm激光器，包括可见激光功率反馈部份21、可见激光功率调节部分22、可见激光二级管23、可见激光开关控制（图中未示出）与可见激光准直部分24，用来对静脉进行显影。功率调节部分22根据激光功率反馈部分21形成一个反馈来控制可见激光二级管23进行输出，再由可见激光准直部分24对光信号进行准直供MEMS扫描振镜系统4进行投影，可见激光开关控制与控制系统1相连接，以控制可见激光的发射与终止。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种静脉查看系统，其特征在于，所述静脉查看系统包括控制系统(1)、可见激光(2)、近红外激光(3)、MEMS扫描振镜系统(4)、红外探测器(5)；

所述控制系统(1)包括电源部分（11）、显示部分（91）与控制输入部分（92）、主控单片机部分（9）、图像输入缓存、图像处理系统、2D成像控制器(10)；

所述可见激光发生器(2)包括可见激光功率反馈部份(21)、可见激光功率调节部分(22)、可见激光二极管（23）、可见激光开关控制与可见激光激光准直部分（24）；

所述近红外激光发生器(3)包括近红外激光功率反馈部分（31）、近红外激光功率调节部分（32）、近红外激光二极管（33）、近红外激光开关控制与近红外激光激光准直部分（34）；

所述MEMS扫描振镜系统(4)包括行扫描驱动部分、场扫描驱动部分与扫描振镜；以及

所述红外光电探测器(5)包括聚光透镜（52）、滤光片（51）、光电探测管（53）、信号放大部分（54）。

2.根据权利要求1所述的静脉查看系统，其特征在于，所述控制系统(1)的显示部分为TFT真彩屏。

3.根据权利要求1所述的静脉查看系统，其特征在于，所述控制系统(1)的电源部分是电池供电或交流适配器供电。

4.根据权利要求1所述的静脉查看系统，其特征在于，所述近红外激光发生器（3）还包括温度探头、红光瞄准光发射装置以及光纤连锁报警装置。

5.根据权利要求1所述的静脉查看系统，其特征在于，所述可见激光发生器(2)的波长可调，所述近红外激光(3)的波长可调。

6.根据权利要求5所述的静脉查看系统，其特征在于，所述可见激光的波长为600nm，所述近红外激光的波长为780nm。

7.一种使用权利要求1所述的静脉查看系统进行静脉定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）信号输入步骤，通过所述控制输入部分(92)实现控制参数的输入；

（2）近红外激光的发射步骤，所述近红外激光功率调节部分（32）根据所述近红外激光功率反馈部分（31）形成的反馈控制所述近红外激光激光二极管（33）恒定功率的输出，再由所述近红外激光准直部分（34）对所述近红外光信号进行准直供所述MEMS扫描振镜系统（4）进行投影，所述近红外激光开关控制与所述控制系统（1）相连接，以控制所述近红外激光的发射与终止；

（3）静脉二维扫描成像步骤，通过所述主控单片机（9）控制所述MEMS扫描振镜系统（4）检测静脉位置的近红外激光散射光，通过所述行扫描驱动部分给所述扫描振镜系统（4）施加行扫描激励信号，同时通过所述场扫描驱动部分给所述扫描振镜系统（4）施加场扫描激励信号，实现所述扫描振镜镜面的往复转动以控制所述近红外激光散射光在平面上的二维成像；

（4）静脉二维图像处理步骤，由所述静脉二维扫描成像步骤形成的散射光经所述聚光透镜收集后，通过所述滤光片（51）滤除所述散射光其中存在的使用环境中的可见光及其它杂散光信号并传给所述光电探测管（53），随后所述信号放大器（54）将所述光电探测管（5）采集到的光电信号进行放大后传给所述控制系统（1）。

（5）静脉显影步骤，所述处理后的图像传到所述2D成像控制器(10)，所述可见激光功率调节部分(22)根据所述可见激光功率反馈部分(21)形成反馈来控制所述可见激光二极管（23）恒定功率的输出，再经由所述可见激光准直部分(24)对所述可见光信号进行准直供所述MEMS扫描振镜系统(4)进行投影，将静脉影像投射到被测皮肤表面(8)，并与被测皮肤表面静脉实际位置在水平方向上重合；所述可见激光开关控制与控制系统(1)相连接，以用来控制所述可见激光的发射与停止；以及

（6）信号输出步骤，通过所述显示部分(91)实现所述信号输出步骤的状态显示。

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