CN106510730B - 静脉血管深度测量装置及采血机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种静脉血管深度测量装置及采血机，涉及医用设备技术领域，包括：成像装置和与成像装置相连的控制系统；成像装置包括支架和设置在支架上的相机，控制系统包括图像处理模块和修正模块，图像处理模块包括：前景提取模块和深度测算模块，前景提取模块用于接收相机采集的目标原始图像、且形成目标区域的前景提取图；深度测算模块接收前景提取图、且通过对前景提取图进行处理计算得出目标皮下静脉血管深度的深度数据；修正模块用于接收深度数据、且对深度数据进行处理计算得出目标皮下静脉血管深度的准确深度数据。该静脉血管深度测量装置利用图像处理技术计算出静脉血管深度，可以使穿刺工作更加高效，且大大提高穿刺准确率。
Description
技术领域
本发明涉及医用设备技术领域，尤其是涉及一种静脉血管深度测量装置及采血机。
背景技术
在临床医学，采集血液或静脉输液时，医务人员要进行静脉血管穿刺，而医务人员在进行穿刺工作时一般用肉眼观察和手接触触摸判断血管位置及深度，凭借经验进行穿刺工作。因此穿刺的成功率主要取决于医务人员的经验，但医务人员的穿刺经验的积累需要很长时间。而且每个人的体质不同，血管深度也有差异，所以穿刺工作并不容易进行操作，穿刺准确率没有保障。
虽然目前国内有不少大学在研究关于静脉血管增强并投影显示问题，且现在也有一些静脉血管图像增强和投影显示的设备，来辅助穿刺工作的进行，但是对于静脉血管的深度信息仍无法确定，无法有效改善穿刺工作效率及穿刺准确率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静脉血管深度测量装置及采血机，缓解了对静脉血管深度信息不清，影响穿刺工作，且穿刺准确率低的技术问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种静脉血管深度测量装置，包括：成像装置和与所述成像装置相连的控制系统；
所述成像装置包括支架和设置在所述支架上的相机，且所述支架上、在所述相机的镜头方向设有光源板，所述光源板的中心设有第一通孔，且所述相机的镜头从所述第一通孔穿过，所述光源板上、在所述相机的镜头方向上均匀布置若干近红外光灯珠；
所述控制系统包括图像处理模块和与所述图像处理模块相连的修正模块；
所述图像处理模块包括：前景提取模块和深度处理模块，其中，所述前景提取模块用于接收所述相机采集的目标原始图像、且形成所述目标区域的前景提取图；所述深度测算模块接收所述前景提取图、且通过对所述前景提取图进行处理计算得出所述目标皮下静脉血管深度的深度数据；
所述修正模块用于接收所述深度数据、且对所述深度数据进行处理计算得出所述目标皮下静脉血管深度的准确深度数据。
进一步的，所述控制系统还包括用于识别静脉血管的静脉血管识别模块。
进一步的，所述静脉血管深度测量装置还包括与所述支架连接、且用于移动所述成像装置的移动机构，所述控制系统与所述移动机构相连、且控制所述移动机构移动。
进一步的，所述静脉血管深度测量装置还包括用于测量所述目标位置、且与所述控制系统相连的传感器，所述传感器将感应到的信号发送给所述控制系统，所述控制系统发出控制指令，控制所述移动机构以使所述成像装置移动到指定位置。
进一步的，所述控制系统还包括用于记录所述成像装置的移动位置和移动距离的位移记录模块，所述位移记录模块将所述成像装置的移动位置和移动距离的数据发送到所述深度测算模块。
进一步的，所述控制系统还包括用于记录所述相机采集图像时相机的相关参数的相机参数模块，所述相机参数模块将与采集的所述目标图像相关的所述相机参数发送到所述深度测算模块。
进一步的，所述光源板上、在设置所述近红外光灯珠的方向上设有导光板，所述导光板上设有与所述光源板上所述第一通孔一一对应的第二通孔，且所述相机的镜头从所述第二通孔穿过。
进一步的，所述导光板为匀光板。
进一步的，所述传感器为距离传感器。
一种采血机，包括上述技术方案中提供的任意一种所述的静脉血管深度测量装置。
本发明提供的静脉血管深度测量装置及采血机的有益效果如下：
本发明提供了一种静脉血管深度测量装置，包括：成像装置和与所述成像装置相连的控制系统；所述成像装置包括支架和设置在所述支架上的相机，且所述支架上、在所述相机的镜头方向设有光源板，所述光源板的中心设有第一通孔，且所述相机的镜头从所述第一通孔穿过，所述光源板上、在所述相机的镜头方向上均匀布置若干近红外光灯珠；所述控制系统包括图像处理模块和与所述图像处理模块相连的修正模块，所述图像处理模块包括：前景提取模块，所述前景提取模块用于接收所述相机采集的目标原始图像、且形成所述目标区域的前景提取图；深度测算模块，所述深度测算模块接收所述前景提取图、且通过对所述前景提取图进行处理计算得出所述目标皮下静脉血管深度的深度数据；所述修正模块，所述修正模块用于接收所述深度数据、且对所述深度数据进行处理计算得出所述目标皮下静脉血管深度的准确深度数据。该静脉血管深度测量装置利用图像处理技术计算出静脉血管的深度，可以使穿刺工作更加高效，且大大提高穿刺准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的图1中Ⅰ处的放大结构示意图；
图3为本发明实施例提供的光源板的主视图；
图4为本发明实施例提供的深度测算模块利用两幅图像计算静脉血管深度时的初步计算原理示意图。
图标：1－成像装置；2－移动机构；3－控制系统；11－支架；12－相机；13－光源板；14－导光板；131－第一通孔；132－近红外光灯珠。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的图1中Ⅰ处的放大结构示意图。如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种静脉血管深度测量装置，包括：成像装置1和与成像装置1相连的控制系统3；
成像装置1包括支架11和设置在支架11上的相机12，且支架11上、在相机12的镜头方向设有光源板13，光源板13的中心设有第一通孔131，且相机12的镜头从第一通孔131穿过，光源板13上、在相机12的镜头方向上均匀布置若干近红外光灯珠132；
控制系统3包括图像处理模块和与图像处理模块相连的修正模块；
图像处理模块包括：前景提取模块和深度测算模块，其中，前景提取模块用于接收相机12采集的目标原始图像、且形成目标区域的前景提取图；深度测算模块接收前景提取图、且通过对前景提取图进行处理计算得出目标皮下静脉血管深度的深度数据；
修正模块用于接收深度数据、且对深度数据进行处理计算得出目标皮下静脉血管深度的准确深度数据。
本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置利用图像处理技术计算出静脉血管的深度，可以使穿刺工作更加高效，且大大提高穿刺准确率。
本实施例将测量目标预设为手臂，则使用本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置测量手臂静脉血管深度时，光源板13上均匀布置的近红外光灯珠132发出的近红外光到达待测手臂区域，然后相机12收集待测手臂区域的反射光成像，即成待测手臂区域的原始图像；接下来前景提取模块接收待测手臂区域的原始图像，且对待测手臂区域原始图像进行处理得到待测手臂的前景提取图，然后深度测算模块接收待测手臂的前景提取图，且对待测手臂的前景提取图进行处理计算得出待测手臂皮下静脉血管深度的深度数据；最后，修正模块接收待测手臂皮下静脉血管深度数据并由多样本皮下脂肪层折射率对深度数据处理修正得到较准确的待测手臂皮下静脉血管深度数据。本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置利用图像处理技术计算出静脉血管深度，可以使穿刺工作更加高效，且大大提高穿刺准确率。
进一步的，控制系统3还包括用于识别静脉血管的静脉血管识别模块。静脉血液和皮下脂肪对近红外光的吸收率不同，则相机12采集待测手臂区域各处的反射光也不同，形成图像不同，则形成前将提取图也不相同，由此静脉血管识别模块可识别出静脉血管，以助于静脉血管深度测量模块对静脉血管深度的计算测量。
进一步的，本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置还包括与支架11连接、且用于移动成像装置1的移动机构2，控制系统3与移动机构2相连、且控制移动机构2移动。移动机构2可以带动成像装置1移动，可以在规定的范围内对待测手臂的同一血管成多个图像，使后续深度测量模块可根据不同数量的图像测算待测手臂皮下静脉血管的深度。
图4为本发明实施例提供的深度测算模块利用两幅图像计算静脉血管深度时的初步计算原理示意图。如图4所示，本实施例提供的深度测算模块利用两幅图像对血管深度进行测算时的初步计算原理如下；
设P点为血管上的一点，xl与xr分别表示P点在两个位置Ol和Or采集的图像的横向坐标，采集图像的两处位置Ol与Or间的距离是d，相机12的镜头焦距是f，血管上的P点的纵向距离为h，由三角函数的关系可以得到：
d1＝h×tanβ
d2＝h×tanα
又易知：
d＝d1+d2
由此得到：
其中，
最后可得：
由此，由深度测算模块接收的相机参数和成像装置的移动距离数据，经简单计算后可以得到h数值，即得到待测手臂皮下静脉血管上P点的纵向距离信息数据。
然后深度测算模块继续通过图像算法进行进一步计算，最后可以得到静脉血管深度数据。得出静脉血管深度数据之后，修正模块接收静脉血管的深度数据并由多样本皮下脂肪层折射率对深度数据处理修正得到较准确的静脉血管深度数据。
需要说明的是，深度测算模块也可以利用1、3或其他数量的图像对静脉血管深度进行计算，本实施例不做局限。
需要说明的是，深度测算模块利用不同数量的图像对静脉血管深度计算时对应不同的计算原理不同，本实施例不做局限。
进一步的，本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置还包括用于测量目标位置、且与控制系统3相连的传感器，传感器将感应到的信号发送给控制系统3，控制系统3发出控制指令，控制移动机构2以使成像装置1移动到指定位置。利用传感器与控制系统3的配合使用，控制移动机构2的移动，可实现移动装置移动智能化，使移动机构2带动成像装置1自动移动到合适位置采集不同位置的图像。
进一步的，控制系统3还包括用于记录成像装置1的移动位置和移动距离的位移记录模块，位移记录模块将成像装置1的移动位置和移动距离的数据发送到深度测算模块。成像装置1采集图像的位置及采集图像的位置间的距离的数据，有用于后续深度测算模块的计算，位移记录模块的设置，有助于深度测算模块对待测手臂的皮下静脉血管的深度计算。
进一步的，控制系统3还包括用于记录相机12采集图像时相机12的相关参数的相机参数模块，相机参数模块将与采集的目标图像相关的相机参数发送到深度测算模块。采集图像的相机12焦距参数数据有用于后续深度测算模块的计算，相机参数模块的设置，有助于深度测算模块对待测手臂的皮下静脉血管的深度计算。
图3为本发明实施例提供的光源板的主视图。如图3所示，光源板13上的近红外光灯珠132绕第一通孔131圆周均匀布设，这样使待测手臂区域各处受光照均匀照射，利于相机12更好的采集图像。
需要说明的是，近红外光灯珠132在光源板13上的布置方式也可以为其他方式，本实施例不做局限。
进一步的，近红外光灯珠132为大功率近红外光灯珠132。较大功率的近红外光灯珠132可提供较好的光照，使相机12更好的采集待测手臂区域的图像，有利于静脉血管深度的计算。
需要说明的是，近红外光灯珠132的功率选择也可以为其他供图像采集使用的合适功率，本实施例不做局限。
进一步的，光源板13上、在设置近红外光灯珠132的方向上设有导光板14，导光板14上设有与光源板13上第一通孔131一一对应的第二通孔，且相机12的镜头从第二通孔穿过。
导光板14是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板14正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板14均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板14中，用来提高光的使用效率；同等面积发光亮度情况下，发光效率高，功耗低。
光源板13设置灯珠的方向设置导光板14，可使灯珠发出的光经过导光板14后均匀到达待测手臂区域，良好的光照设计有利于相机12更好的采集待测手臂区域图像，利于后续的图像处理计算静脉血管深度。
进一步的，导光板14为匀光板。匀光板又称为纳米导光板14，属于新一代导光板14，导光性能更优异，且可以任意裁切成不同尺寸，制作过程简单、方便，成本低廉，经济效益好。
需要说明的是，导光板14种类也可以为其他，本实施例不做局限。
进一步的，传感器为距离传感器。距离传感器可以准确测量待测手臂的距离，确定待测手臂的位置，利于图像采集，且有助于后续深度测算模块的计算。
需要说明的是，传感器也可以是位移传感器或其他测量距离的传感器，本实施例不做局限。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种采血机，包括上述实施例中提供的任意一种本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置。由于本发明实施例提供的静脉血管深度测量装置可以利用图像处理技术计算测量静脉血管深度，则本发明实施例提供的采血机也可以测量静脉血管深度，可以使抽血时穿刺工作更高效，大大提高穿刺准确率，从而提高采血机的工作效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种静脉血管深度测量装置，包括：成像装置(1)和与所述成像装置(1)相连的控制系统(3)；
所述成像装置(1)包括支架(11)和设置在所述支架(11)上的相机(12)，且所述支架(11)上、在所述相机(12)的镜头方向设有光源板(13)，所述光源板(13)的中心设有第一通孔(131)，且所述相机(12)的镜头从所述第一通孔(131)穿过，所述光源板(13)上、在所述相机(12)的镜头方向上均匀布置若干近红外光灯珠(132)；
其特征在于，
所述控制系统(3)包括图像处理模块和与所述图像处理模块相连的修正模块；
所述图像处理模块包括：前景提取模块和深度测算模块，其中，所述前景提取模块用于接收所述相机(12)采集的目标原始图像、且形成目标区域的前景提取图；所述深度测算模块接收所述前景提取图、且通过对所述前景提取图进行处理计算得出目标皮下静脉血管深度的深度数据；
所述修正模块用于接收所述深度数据、且对所述深度数据进行处理计算得出所述目标皮下静脉血管深度的准确深度数据，
还包括与所述支架(11)连接、且用于移动所述成像装置(1)的移动机构(2)，所述控制系统(3)与所述移动机构(2)相连、且控制所述移动机构(2)移动，
还包括用于测量目标位置、且与所述控制系统(3)相连的传感器，所述传感器将感应到的信号发送给所述控制系统(3)，所述控制系统(3)发出控制指令，控制所述移动机构(2)以使所述成像装置(1)移动到指定位置，
所述控制系统(3)还包括用于记录所述成像装置(1)的移动位置和移动距离的位移记录模块，所述位移记录模块将所述成像装置(1)的移动位置和移动距离的数据发送到所述深度测算模块。
2.根据权利要求1所述的静脉血管深度测量装置，其特征在于，所述控制系统(3)还包括用于识别静脉血管的静脉血管识别模块。
3.根据权利要求1所述的静脉血管深度测量装置，其特征在于，所述控制系统(3)还包括用于记录所述相机(12)采集图像时所述相机(12)的相关参数的相机参数模块，所述相机参数模块将与采集的所述目标原始图像相关的所述相机参数发送到所述深度测算模块。
4.根据权利要求1所述的静脉血管深度测量装置，其特征在于，所述光源板(13)上、在设置所述近红外光灯珠(132)的方向上设有导光板(14)，所述导光板(14)上设有与所述光源板(13)上所述第一通孔(131)一一对应的第二通孔，且所述相机(12)的镜头从所述第二通孔穿过。
5.根据权利要求4所述的静脉血管深度测量装置，其特征在于，所述导光板(14)为匀光板。
6.根据权利要求1所述的静脉血管深度测量装置，其特征在于，所述传感器为距离传感器。
7.一种采血机，其特征在于，包括权利要求1－6任一项所述的静脉血管深度测量装置。
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Denomination of invention: Vein vessel depth measuring device and blood sampling machine Effective date of registration: 20200323 Granted publication date: 20180330 Pledgee: Beijing Yizhuang International Financing Guarantee Co., Ltd. Pledgor: BEIJING MAGIC NURSE ROBOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000206 |
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Date of cancellation: 20210428 Granted publication date: 20180330 Pledgee: Beijing Yizhuang International Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING MAGIC NURSE ROBOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000206 |
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