CN106510629A - 一种基于共聚焦的血管显像仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于共聚焦的血管显像仪，包括：光源模块、共聚焦扫描模块、探测模块、彩色投影模块及系统控制模块，所述共聚焦扫描模块包括XY光束扫描机构及扫描透镜机构，所述探测模块包括带针孔的探测器、聚焦透镜及分光机构，本发明提供的基于共聚焦的血管显像仪，利用共聚焦技术的无损光学层析能力，可以提供血管的三维位置信息，能为医护人员更好的提供肥胖患者和婴幼儿患者血管信息，方便医护人员进行扎针，减轻患者的痛苦，提高穿刺成功率，缩短穿刺时间，降低医护人员的工作强度，减少医疗纠纷，提高医院信誉。

Description

一种基于共聚焦的血管显像仪
技术领域
本发明涉及血管显像仪设计及制造领域，尤其是涉及一种基于共聚焦的血管显像仪。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，肥胖患者人群不断增多，加之婴幼儿和ICU病房患者对医护人员扎针穿刺技术的高精准要求，使得在医患关系本就脆弱的现实情况下，患者对多次扎针、甚至扎不上针的情况变得十分敏感。利用了血管中血红蛋白对近红外光的吸收率与其他组织不同的原理，将皮下血管原位投影显示在皮肤表面，目前市场上出现了“投影式红外血管显像仪”，采用近红外图像传感器(Charge-coupled Device，CCD)对血管进行成像，并采用可见光将血管位置投影到皮肤上，部分解决了肥胖患者和婴幼儿患者扎针难的问题。
现有的基于CCD的近红外成像技术只能提供血管的横向位置信息，而不能提供血管的纵向位置信息。
发明内容
本发明的目的是：一种利用共聚焦技术的无损光学层析能力，并在体原位实时提供血管的三维位置信息的基于共聚焦的血管显像仪。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于共聚焦的血管显像仪，包括：光源模块、共聚焦扫描模块、探测模块、彩色投影模块及系统控制模块，其中：
所述共聚焦扫描模块包括XY光束扫描机构及扫描透镜机构，所述XY光束扫描机构用于驱动光斑遍历待成像区域，所述扫描透镜机构用于实现不同深度层次的光学聚焦；所述探测模块包括带针孔的探测器、聚焦透镜及分光机构，所述系统控制模块与所述XY光束扫描机构、所述扫描透镜机构、所述探测器及所述彩色投影模块均电性连接；
所述光源模块出射的照明光经所述分光机构反射后依次进入所述XY光束扫描机构及所述扫描透镜机构后聚焦于待检测组织上，所述待检测组织吸收所述照明光产生并反射近红外光；
所述近红外光光束依次经所述扫描透镜机构、所述XY光束扫描机构后透射出所述分光机构、再经所述聚焦透镜聚焦于所述探测器的针孔处，所述探测器接收近红外光信号并将所述红外光信号转化为光电信号后传输至所述系统控制模块；
所述系统控制模块根据所述光电信号和所述共聚焦扫描模块的扫描位置对所述待检测组织的血管位置进行标记，生成表征所述待检测组织的血管深度信息的血管信息图像，并将所述血管信息图像传输至所述彩色投影模块；
所述彩色投影模块根据所述血管信息图像对所述待检测组织的皮肤成像区域进行可见光彩色投影。
在一些实施例中，所述光源模块包括近红外光源。
在一些实施例中，所述扫描透镜机构具有Z轴位移功能。
在一些实施例中，所述探测器为近红外探测器。
在一些实施例中，所述系统控制模块还电性连接于所述光源模块。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的一种基于共聚焦的血管显像仪，包括：光源模块、共聚焦扫描模块、探测模块、彩色投影模块及系统控制模块，所述共聚焦扫描模块包括XY光束扫描机构及扫描透镜机构，所述探测模块包括带针孔的探测器、聚焦透镜及分光机构，所述光源模块出射的照明光经所述分光机构反射后依次进入所述XY光束扫描机构及所述扫描透镜机构后聚焦于待检测组织上，所述待检测组织吸收所述照明光产生并反射近红外光；所述近红外光光束依次经所述扫描透镜机构、所述XY光束扫描机构后透射出所述分光机构、再经所述聚焦透镜聚焦于所述探测器的针孔处，所述探测器接收近红外光信号并将所述红外光信号转化为光电信号后传输至所述系统控制模块；所述系统控制模块根据所述光电信号和所述共聚焦扫描模块的扫描位置对所述待检测组织的血管位置进行标记，生成表征所述待检测组织的血管深度信息的血管信息图像，并将所述血管信息图像传输至所述彩色投影模块，所述彩色投影模块根据所述血管信息图像对所述待检测组织的皮肤成像区域进行可见光彩色投影，本发明提供的基于共聚焦的血管显像仪，利用共聚焦技术的无损光学层析能力，可以提供血管的三维位置信息，能为医护人员更好的提供肥胖患者和婴幼儿患者血管信息，方便医护人员进行扎针，减轻患者的痛苦，提高穿刺成功率，缩短穿刺时间，降低医护人员的工作强度，减少医疗纠纷，提高医院信誉。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于共聚焦的血管显像仪结构示意图。
其中：光源模块110、共聚焦扫描模块120、探测模块130、系统控制模块140、彩色投影模块150、XY光束扫描机构121、扫描透镜机构122、探测器131、聚焦透镜132、分光机构133。
具体实施方式
请参考图1为本发明实施例提供的基于共聚焦的血管显像仪100的结构示意图，包括：光源模块110、共聚焦扫描模块120、探测模块130、系统控制模块140及彩色投影模块150。
优选地，所述光源模块110包括近红外光源。这里需要说明的是，与传统血管显像仪使用的近红外光源不同，传统的血管显像仪使用的照明方式是面照明，而发明提供的共聚焦成像方式中，采用的照明方式是点照明。
可以理解，近红外光源用于在对皮下血管成像过程中的照明光，在共聚焦扫描成像过程中，利用血管和皮肤其他组织对近红外光吸收率的差异来实现皮下血管和其他组织的区别。
所述共聚焦扫描模块120包括XY光束扫描机构121及扫描透镜机构122。所述XY光束扫描机构121用于驱动光斑遍历待成像区域，所述扫描透镜机构122用于实现不同深度层次的光学聚焦。
优选地，所述扫描透镜机构122具有Z轴位移功能。
探测模块130包括带针孔的探测器131、聚焦透镜132及分光机构133。
所述探测器130为近红外探测器。需要说明的是，传统血管显像仪也使用可以接收红外光的面阵探测器。而在本发明提供的在共聚焦成像中，一般可以采用如APD，PMT等点探测器，同时，也可以采用面阵探测器的情况。
可以理解，带针孔的红外探测器用于接收来自皮肤的反射近红外光信号，并将其转化为电信号并传递给系统控制模块140，其中针孔起到空间滤波器的作用。聚焦透镜132用于将来自扫描系统的平行光束聚焦。分光机构133用于将照明光导向扫描机构，将信号光导向探测器光路。
系统控制模块140与所述XY光束扫描机构121、所述扫描透镜机构122、所述探测器131及所述彩色投影模块150均电性连接。
可以理解，系统控制模块140通过控制共聚焦扫描模块，采用共聚焦点成像的方式对皮肤进行快速三维光学层析成像，获得表层血管在皮肤的三维位置信息，而通过表层血管在皮肤的三维位置信息生成成像区域的三维血管信息图，该信息图中采用不同的色彩代表血管的不同深度。
优选地，所述系统控制模块140还电性连接于所述光源模块110，用于控制光源模块110出射光束的功率和波长。
本发明提供的基于共聚焦的血管显像仪100其工作原理如下：
所述光源模块110出射的照明光经所述分光机构133反射后依次进入所述XY光束扫描机构121及所述扫描透镜机构122后聚焦于待检测组织上，所述待检测组织吸收所述照明光产生并反射近红外光；
所述近红外光光束依次经所述扫描透镜机构122、所述XY光束扫描机构121后透射出所述分光机构133、再经所述聚焦透镜132聚焦于所述探测器131的针孔A处，所述探测器接131收近红外光信号并将所述红外光信号转化为光电信号后传输至所述系统控制模块140；
所述系统控制模块140根据所述光电信号和所述共聚焦扫描模块120的扫描位置对所述待检测组织的血管位置进行标记，生成表征所述待检测组织的血管深度信息的血管信息图像，并将所述血管信息图像传输至所述彩色投影模块150；
所述彩色投影模块150根据所述血管信息图像对所述待检测组织的皮肤成像区域进行可见光彩色投影。
本发明提供的基于共聚焦的血管显像仪100，利用共聚焦技术的无损光学层析能力，可以提供血管的三维位置信息，能为医护人员更好的提供肥胖患者和婴幼儿患者血管信息，方便医护人员进行扎针，减轻患者的痛苦，提高穿刺成功率，缩短穿刺时间，降低医护人员的工作强度，减少医疗纠纷，提高医院信誉。
当然本发明的基于共聚焦的血管显像仪还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (5)

1.一种基于共聚焦的血管显像仪，其特征在于，包括：光源模块、共聚焦扫描模块、探测模块、系统控制模块及彩色投影模块，其中：
所述共聚焦扫描模块包括XY光束扫描机构及扫描透镜机构，所述XY光束扫描机构用于驱动光斑遍历待成像区域，所述扫描透镜机构用于实现不同深度层次的光学聚焦；所述探测模块包括带针孔的探测器、聚焦透镜及分光机构，所述系统控制模块与所述XY光束扫描机构、所述扫描透镜机构、所述探测器及所述彩色投影模块均电性连接；
所述光源模块出射的照明光经所述分光机构反射后依次进入所述XY光束扫描机构及所述扫描透镜机构后聚焦于待检测组织上，所述待检测组织吸收所述照明光产生并反射近红外光；
所述近红外光光束依次经所述扫描透镜机构、所述XY光束扫描机构后透射出所述分光机构、再经所述聚焦透镜聚焦于所述探测器的针孔处，所述探测器接收近红外光信号并将所述红外光信号转化为光电信号后传输至所述系统控制模块；
所述系统控制模块根据所述光电信号和所述共聚焦扫描模块的扫描位置对所述待检测组织的血管位置进行标记，生成表征所述待检测组织的血管深度信息的血管信息图像，并将所述血管信息图像传输至所述彩色投影模块；
所述彩色投影模块根据所述血管信息图像对所述待检测组织的皮肤成像区域进行可见光彩色投影。
2.根据权利要求1所述的基于共聚焦的血管显像仪，其特征在于，所述光源模块包括近红外光源。
3.根据权利要求1所述的基于共聚焦的血管显像仪，其特征在于，所述扫描透镜机构具有Z轴位移功能。
4.根据权利要求1所述的基于共聚焦的血管显像仪，其特征在于，所述探测器为近红外探测器。
5.根据权利要求1所述的基于共聚焦的血管显像仪，其特征在于，所述系统控制模块还电性连接于所述光源模块。
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GR01 Patent grant
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